Как утеплить скважину на зиму своими руками — разбираем разные методы

Скважина является основным источником индивидуального водоснабжения частных домов, при ее эксплуатации приходится принимать специальные меры для удобства использования и ремонта насосного оборудования, защиты его и скважинного устья от внешней среды. Особенно актуальным является вопрос, как утеплить скважину на зиму своими руками, для его решения применяют различные методы.

При этом следует учитывать, что при обустройстве скважин используют различные технологии — помимо традиционных кессонных ям появился современный экономичный метод подключения электронасосов с помощью специального устройства (адаптера), закрепленного на верхней части обсадной колонны ниже глубины промерзания. Еще одной широко используемой в быту технологией является самодельное бурение неглубокой и узкой абиссинской скважины — в данном случае также требуется утепление, отличное от других вариантов.

Рис. 1 Обустройство скважины – варианты

Нужно ли утеплять скважину от холодов

Утепление скважины на зиму производят по следующим причинам:

Если скважина на песок или артезианская имеют верхнюю обсадную трубу, находящуюся в кессонной яме, то при прохождении воды по трубам от оголовка в дом на открытом участке кессона она может замерзнуть и при расширении повредить водопровод.

При высоком уровне воды в скважине ее нахождение недалеко от поверхности может вызвать замерзание и соответствующее повреждение обсадных труб — в этом случае использовать скважину станет невозможно.

В любом погружном электронасосе имеется обратный клапан в районе выходного патрубка, он встраивается в саму модель насоса или устанавливается отдельно навинчиванием на верхний штуцер. Таким образом, он препятствует оттоку воды в скважину и она всегда находится в напорной трубе.
Аналогичная ситуация наблюдается и с поверхностными электронасосами, где обратный клапан устанавливают на конец подающего шланга. При сильных морозах вода может замерзнуть на всасывающем участке ПНД трубы и ее подача в помещение дома с насосным оборудованием из-за ледяной пробки прекратится.

Рис. 2 Схема конструкции кессона и утепления скважины

Во многих кессонных ямах устанавливают поверхностные насосы и оборудование — если насос неглубоко под землей вместе с автоматическим оборудованием, они также нуждаются в защите от холода из-за постоянного нахождения в них воды при отключенном состоянии.

Необходимость утепления возникает и при длительном отсутствии хозяев и если при эксплуатации скважина подвергается кратковременному консервированию — замерзшая в обсадных и напорных трубах вода сделает невозможной ее дальнейшую подачу.

Некоторые виды скважин не имеют кессонного приямка — сооружение обсадной верхней трубы расположено на уровне или чуть выше поверхности грунта. В этом случае необходимо подумать о том, что скважина нуждается в утеплении своего устья для обеспечения бесперебойного водоснабжения.

Рис. 3 Подключение электронасоса через скважинный адаптер

Чем утеплить скважину — рассматриваем материалы

Утеплить скважину можно несколькими методами, основными из которых являются:

Использование утеплителей. В строительной отрасли применяют большое количество утеплительных материалов, которые успешно используют при защите скважин от холода. Большинство из них сделано на основе синтетических пористых компонентов, имеющих низкую теплопроводность благодаря наличию воздушных ячеек в структуре, другие имеют в своем составе волокна, прилегающие друг к другу через воздушные промежутки.

Нагревательные элементы. В основном скважины утепляют электрическим нагревательным кабелем, отличающимся друг от друга принципом действия и мощностью на погонный метр. Преимуществом такого метода является регулировка температуры нагрева его оболочки, а в современных саморегулирующихся модификациях — различие температур нагрева отдельных участков его поверхности на всем протяжении в зависимости от состояния окружающей среды.

Кессоны. Кессонные камеры делают из строительных материалов и выпускают заводским способом из различных компонентов. Одной из готовых популярных моделей являются пластиковые кессоны, которые имеют низкую теплопроводность благодаря физическим свойствам своей полимерной оболочки.

Рис. 4 Нагревательный кабель для скважины на воду

Теплоизоляционные материалы

В одиночку теплоизоляционные материалы используют в регионе с мягким климатом и при постоянном использовании скважины — ведь они лишь увеличивают время промерзания воды в скважинном источнике. Один из распространенных вариантов — применение их в качестве дополнительного утепления совместно с электрическим кабелем при решении вопроса: как утеплить водопровод земле.

При использовании в качестве защиты от холода чаще всего применяют следующие материалы:

Пенополистирол (пенопласт) и его экструдированная разновидность — Пеноплекс, являются вспененными синтетическими материалами с содержанием воздуха около 95%, благодаря чему обеспечивается их низкая теплопроводность. Отлично подходят для теплоизоляции внешних и внутренних поверхностей кессонных камер, наружных и подземных труб при использовании в виде скорлупы благодаря своей жесткости и низкой впитываемости влаги.

Вспененный полиэтилен (Пенофол), имеет множество разновидностей с другим названием, выпускается в виде листов различной толщины или цилиндрических оболочек для термоизоляции труб. Хорошо подходит для случаев, если нужно утеплять внутренние поверхности подземных камер и труб без внешней нагрузки, приводящей к сжатию мягкого материала и снижению его теплоизоляционных свойств.

Рис. 5 Утепление скважины – основные теплоизоляторы

Минеральные и стеклянные ваты. Минеральные и стекловаты в силу своих высоких влагопоглощающих свойств редко используют во влажной среде при постоянном водозаборе и использовании воды, один из вариантов их применения — консервация на зиму скважинного устья путем закрытия оголовка. Для этого делают специальный домик или ящик, в который заталкивают мягкую вату и накрывают им горловину выходящей из земли обсадной трубы.

Другие материалы. При эксплуатации скважины ее можно утеплить менее известными материалами, к которым относятся Пеноизол и вспененный пенополиуретан ППУ, их основным недостатком является применение специального оборудования для покрытия. Технология состоит в нанесении на утепляемую поверхность жидкого состава из двух смешиваемых компонентов при помощи специальных напылителей. После их застывания образуется пористая структура с высоким содержанием воздушных ячеек. Основной их недостаток — мягкость поверхности и трудности для получения ровного покрытия.
К еще одним утеплителям можно отнести керамзит, в силу своей дешевизны им можно обсыпать погруженные в землю кессонные ямы и канавы для водопроводов, идущих в дом.

Рис. 6 Пример использования утепляющие водопровод ППУ

Использование греющего кабеля

Преимуществом греющего кабеля является его способность подогревать воду, которая подается в линию — это позволяет избежать ее замерзания при очень сильных морозах или больших временных интервалах в водопотреблении, если ее слив из системы затруднен. Существует два основных способа размещения греющего кабеля — внутри трубопровода и снаружи, в последнем случае обязательно использование дополнительной изоляции в виде скорлупы.

Для водозабора из скважины обычно используют ПНД трубы, которые обладают низкой теплопроводностью — это приводит к тому, что электрокабель на их поверхности при работе будет менее эффективен, чем внутри труб. Также существуют две основные разновидности электрических кабелей — резистивные и саморегулирующиеся, последние обладают более высоким КПД вследствие нагрева своей оболочки в зависимости от температуры окружающей их воды.

Читайте также:  Чем и как производится тепловая изоляция полипропиленовых труб

Учитывая, что стоимость саморегулирующихся устройств не намного выше резистивных, обычно используется короткий участок в несколько метров, а экономия электроэнергии может быть ощутимой, саморегулируемые модификации при выборе нагревателей являются оптимальным вариантом.

Обычно электрокабели поставляются в комплекте определенной длины с терморегулятором, во многих моделях имеется специальные трехвходовые фитинги для подключения к ПНД трубопроводу.

Рис. 7 Греющий кабель — особенности применения

Как утеплить скважину на зиму своими руками на этапе монтажа

При устройстве различного вида скважин их защиту от промерзания следует продумывать на этапе монтажа, используя различные методы. Проще всего защищать от холода источники с пластиковыми обсадными колоннами и черным трубопроводом из ПНД, которые в отличие от металлических, обладают намного меньшей теплопроводностью, имеют высокие технические характеристики и широко используются в быту.

При применении современной технологии с погружением глубинного насоса при помощи скважинного адаптера, размещаемого на боковой стенке обсадной трубы ниже глубины, которая вызывает промерзание, защита всей водопроводной системы значительно упрощается.

Если используют поверхностный насос в кессонном колодце, лучше всего утеплять его снаружи жесткими материалами (пенопласт, Пеноплекс) — такой метод экономит больше тепла, чем внутренняя изоляция. При необходимости можно использовать совместное утепление снаружи и внутри колодца, в последнем случае допускается применение мягкого самоклеющегося Пенофола.

Когда устанавливается кессон из бетонных колец или прочной листовой стали, его можно обсыпать керамзитом для дополнительной изоляции, а каналы с водопроводом заложить сверху жесткими листами любого вида, создав тем самым изолирующую воздушную подушку или засыпать тем же керамзитом.

Известным методом борьбы с замерзанием является эффект использования воды в движении, при котором ее кристаллическая решетка не успевает выстроиться — благодаря этому можно применять небольшой водный поток, вытекающий из крана, для борьбы с угрозой промерзаний.

Следует отметить, что известный из интернета метод для борьбы с замерзанием труб повышением давления является неэффективным — для снижения температуры кристаллизации в 1 градус придется нагнетать в магистраль 130 атмосфер, что нереально для бытового водопровода.

Рис. 8 Конструкция пластикового кессона, устанавливаемого на скважины

Варианты и способы утепления различных скважин

Как отмечалось выше, основные проблемы возникают при утеплении скважин, расположенных в кессонных колодцах — в них должны быть размещены внешний трубопровод и оборудование, часто находится поверхностная насосная станция.

Если используют погружной насос, подключаемый через скважинный адаптер, находящийся под землей на уровне глубины промерзания, для дополнительной защиты можно просто герметично накрыть устье любым видом термоизолятора.

Если конструктивно адаптер находится близко к поверхности, применение небольшого отрезка нагревательного электрокабеля, опущенного в патрубок тройника для его подсоединения, является самым простым и эффективным вариантом. В этом случае вода будет подогреваться в напорной трубе и поступать в водопроводную магистраль с высокой температурой.

Одним из вариантов бытовых скважин являются самодельные абиссинские виды для неглубоких водных пластов. Их отличительная особенность — малая глубина залегания до 30 м и диаметр обсадной колонны не более 2 дюймов, которую заменяет отрезок ПНД трубы. Для водозабора используются поверхностные электронасосы, установленные в теплом помещении, водопровод обычно проходит по поверхности, динамический уровень зеркала воды не опускается ниже 9 м. Для их обогрева оптимально использовать нагревательный электрокабель, пропущенный внутри утепленного скорлупой водозаборного рукава — в одиночку обычные утеплители на поверхности неэффективны и в любом случае потребуется дополнительный источник тепла.

Рис. 9 Вот как утеплить скважину на зиму своими руками можно установив утепленный короб на поверхности скважины или колодца

Установка утеплителя

Оптимальным вариантом для установки утеплителя являются жесткие скорлупы различного размера из пенопласта ПС, экструдированного пенополистирола и пенополиуретана ППУ. Их можно изготовить на заказ, изделия состоят из сегментов в разном количестве, при монтаже вставляются друг в друга для избежания мостиков холода.

С помощью скорлупы утепляют водопроводные системы труб, колодезные кольца, используемые для устройства кессонных камер, все виды готовых кессонов круглого сечения из металла и пластика. На трубы сегменты устанавливается со сдвигом, их фиксация производится с помощью липкой ленты, стяжками или на клей.

Преимуществом скорлуп является возможность их разборки без повреждения поверхности с повторным использованием. Срок службы вспененных утеплителей составляет от 30 до 50 лет, все их виды боятся прямого солнечного излучения, устойчивы к грызунам, биологическому и химическому воздействию большинства агрессивных веществ, обладают низкой гигроскопичностью и водопоглощением.

Рис. 10 Утепление кессона для скважины — примеры

Утепление скважины с кессоном

Кессоны выполняют из довольно большого количества строительных материалов, основными из которых являются кирпич, заливка бетонной опалубки, колодезные кольца, готовые заводские изделия из пластика и листовой стали толщиной 3 — 6 мм. Иногда при их установке используют более редкие строительные конструкции в виде квадратных или прямоугольных бетонных колодцев, различного вида плит, блоков из пенобетона, шлакобетона, полимерных труб большого сечения.

Основными формами являются прямоугольная (квадратная) и круглая, практичнее делать наружное утепление не только с точки зрения эффективности, но экономии места внутри камеры — в этом случае на ее изготовление потребуется меньше материала, а внутри при необходимости всегда можно сделать дополнительную термоизоляцию.

При утеплении важно обеспечить вентиляцию и герметизировать входной люк, для этого обычно используют легкие пластиковые крышки, а верхнюю часть колодца отделывают одним из перечисленных выше термоизолирующих материалов.

Следует отметить, что кессон в основном используется для установки поверхностного оборудования в виде насосных станций, для погружных насосов правильно и намного дешевле использовать скважинный адаптер, устанавливаемый на стенку верхней части скважины (обсадной трубы, для прочности она должна быть сделана из металла).

Рис. 11 Как утеплить скважину на зиму своими руками без кессона

Утепление скважины без кессона

Довольно редко возникают ситуации, когда обсадная труба находится на одном уровне с грунтом или чуть выше без кессона и скважинного адаптера, а для водозабора используется поверхностный или погружной электронасосы. В этом случае водопроводная труба идет к дому, в котором насосное оборудование размещается, по земле, и проще всего ее не утеплять, а опустить в напорный трубопровод электрической нагревательный кабель и повышать температуру воды на входе в водопроводную магистраль. Так как движущаяся жидкость практически не поддается замерзанию, кабеля с мощностью 10 ватт на погонный метр вполне достаточно для защиты от холода.

Известно, что в глубоких артезианских источниках при большом давлении слоев земли на водный бассейн вода часто поднимается на значительное расстояние вверх, и может понадобиться дополнительное утепление обсадной трубы, которая часто делается из металла.

В этом случае можно сделать углубление в земле на уровне промерзания или чуть ниже вокруг обсадной колонны, соорудить вокруг нее каркас из куска трубы большого диаметра или деревянного ящика, а затем заполнить его стекловатой (приняв меры защиты от попадания влаги), керамзитом или пеноматериалами (также можно использовать их крошку). Поверх утеплителя укладывают защищающие его деревянные доски или щиты из прочных материалов.

Читайте также:  Когда лучше бурить скважину на воду: особенности сезонного бурения

Еще один из вариантов защиты от холода — использование поверхностного термозащитного короба с открывающейся крышкой в районах с умеренным или теплым климатом. Его делают из любых строительных материалов (хорошо подойдет дерево с невысокой теплопроводностью), обложив изнутри или снаружи теплоизолятором. Внутри конструкции можно поместить насосную станцию или автоматику для управления погружным электронасосом.

Как утеплить скважину на улице своими руками

При использовании водозаборной скважины в зимнее время ее нужно утеплять или законсервировать, используя различные технологии в зависимости от климатических условий и конструктивных особенностей ее размещения. При проведении работ обычно используют материалы с низкой теплопроводностью или электрический саморегулирующийся кабель, помещенный внутри или снаружи участка водопроводной линии.

Рис. 12 Теплоизоляция бетонного кессона своими руками

Утепление кессона или приямка

Решая, как утеплить кессон для скважины, учитывают, что стандартная кессонная камера обычно имеет прямоугольную или цилиндрическую форму. После ее монтажа проводят наружное утепление жесткими теплоизолирующими материалами, помещенными снаружи, для защиты от замерзания практичнее использовать листовой пенопласт или Пеноплекс.

Если кессон имеет прямоугольную форму, особых проблем с теплоизоляцией не возникает — листы прикладывают к внешним стенкам и скрепляют между собой по углам при помощи монтажной пены, клея или липкой ленты. Более сложным является процесс теплоизоляции цилиндрических камер, при проведении работ используют следующую технологию:

1. Приобретают листовой пенопласт или экструдированный пенополистирол (Пеноплекс, Стирэкс, URSA XPS, Технониколь, Техноплекс), для получения цилиндрической поверхности его можно поместить под груз на некоторое время, изогнув таким образом листы дугой. Еще один метод получения сферического утеплителя — изготовление его под заказ, при этом вырезается несколько сегментов, которые стыкуются на поверхности вставкой в пазы. Если утепление необходимо сделать в короткие сроки, быстрее всего разрезать листы вдоль на отдельные сегменты.
2. Если используются кессонные колодцы зимой на даче или на участке с частным домом из гигроскопичных материалов (бетонные конструкции и кольца, кирпич), их наружную поверхность обязательно покрывают битумной гидроизоляцией.
3. Далее сегменты приставляются и прижимаются к стенкам кессонной камеры, для этого используют деревянные упоры или фиксируют листы на наружной поверхности кольцами из проволоки, металлической сеткой или липкими лентами.
4. Затем стыки между листами утеплителя во избежание мостиков холода герметизируются монтажной пеной, по завершении работ лучше обсыпать кольца керамзитом для уменьшения давления на изолятор и повышения его термоизолирующих свойств.

Рис. 13 Утепление обсадной трубы для оголовка — примеры

Утепление обсадной трубы и оголовка

Устье обсадной трубы и оголовок скважины располагаются на поверхности земли или в кессонной камере, в обоих случаях они при необходимости или консервации утепляются в холодное время года. Для защиты оголовка и устья обсадной трубы от промерзания используют следующую технологию:

1. Из досок или жесткого утеплителя формируют прямоугольный короб, размеры которого на поверхности могут быть достаточно большими (до одного кубического метра), а внутри кессонной камеры не отнимают слишком много полезного пространства.
2. Помещают короб на обсадную трубу с оголовком, внутреннее пространство заполняют стекловатой или мелкими фрагментами минеральной ваты. При выборе материала допускается использовать изоляционные подручные хозяйственные средства — сено, солому, обрывки бумаги, сухие листья, вместо короба иногда применяется сетка рабица, соединенная в кольцо вокруг оголовка приблизительно на 20 — 40 см.

Рис. 14 Как утеплить водопровод в земле с помощью канализационных труб

Как утеплить трубу из скважины в дом

Если трубопровод под землей находится выше глубины промерзания грунта (такое размещение устраивают на участках с высоким уровнем грунтовых вод), для его утепления используются два основных метода — обогрев воды электрическим кабелем и применение скорлупы из обычного или экструдированного пенополистирола, жесткого пенополиуретана.

Можно утеплить водопроводную магистраль по всей длине — для этого необходимо поместить внутрь трубы нагревательный саморегулирующийся электрический кабель, длина которого может достигать 100 и более метров, но такой способ является экономически затратным.

Один из лучших вариантов — использовать сочетание двух методов, при этом короткий отрезок нагревающего электрического кабеля помещают в устье источника внутри напорной трубы, а изоляционные сегменты скорлупы монтируют на всем протяжении водопроводных труб до дома. В этом случае подогретая кабелем вода при длительных перерывах или отсутствии водозабора в ночное время не будет быстро охлаждаться в трубах благодаря теплоизоляционным свойствам скорлупы.

Многие домовладельцы вместо скорлупы используют технологию труба в трубе, помещая водопроводные трубы в канализационные большего диаметра, при этом термоизоляция происходит за счет воздушной прослойки.

Решая, как утеплить трубу от скважины, чаще выбирают комбинированное утепление, монтаж которого состоит из следующих этапов:

1. На выходе напорной трубы из скважины обычно устанавливают отвод под углом 90 градусов для подсоединения к водопроводной магистрали. При установке греющего кабеля его заменяют на специальное устройство — тройник с сальником, при этом греющий кабель размещается в трубе.
2. Трубопровод из ПНД помещают в ППС или ППУ скорлупу, устанавливая ее сегменты со сдвигом в замки и фиксируя на поверхности клеящей лентой.
3. Траншею засыпают керамзитом и песком, сверху укладывают ранее снятый дерн.

Рис. 15 Термоизоляция подводки водопровода в частном доме

Утепление подводки к дому

Так как электрический нагревательный кабель обычно погружают в скважинное устье, то по водопроводу в дом поступает подогретая вода и подводка не нуждается в отдельном подогреве электрокабелем. Обычно ее утепляют вместе с водопроводом термоизоляционной скорлупой, если она выходит на поверхность, слой утеплителя увеличивают, оборачивая скорлупу сверху стекловатой или используя готовую трубку с прорезью из вспененного полиэтилена (Пенофол), внутренний диаметр которой равен наружному скорлупы.

Один из самых эффективных способов как утеплить скважину на зиму своими руками – применение короткого отрезка саморегулирующегося нагревательного кабеля внутри напорной трубы. В этом случае при использовании внутри кессона поверхностной насосной станции по ней будет циркулировать подогретая вода и она не подвернется промерзанию.

При отсутствии водозабора кабель при понижении температуры также будет подогревать воду, а его близкое расположение от насосного оборудования предотвратит его выход из строя из-за замерзания воды. Также при отсутствии потребления подогретая вода в трубах предотвратит их промерзание, а если они расположены выше глубины кристаллизации, их остыванию будет препятствовать установленная своими руками термоизолирующая скорлупа.