Как организовать водоснабжение частного дома из колодца

Забор воды из вырытых на своем участке или за его границами колодезных и скважинных источников — единственный вариант получения воды в жилье, не подключенном к централизованной водопроводной магистрали. Хотя постоянное водоснабжение частного дома из колодца не столь популярно, как скважинное, в некоторых случаях оно является более подходящим для домовладельцев.

Существует несколько методов обеспечения водой жилых домов из колодезных источников. Каждый из них заслуживает внимания и является наиболее предпочтительным в зависимости от технических возможностей сооружений, количества жильцов и периодичности их проживания.

Рис. 1 Схемы колодцев

Особенности колодезного водоснабжения

Обычно колодец загородного дома на земельных участках выкапывают глубиной до первого водоносного слоя, при этом большинство источников имеют следующие эксплуатационные и технические характеристики:

Колодцы копают вручную и механизированным способом при помощи тяжелой техники, использующей крупногабаритные буры или коронки. Глубина колодезных шахт варьируется в диапазоне от 5 до 35 м. Они могут доходить не только до первого, но и второго или даже третьего водоносных горизонтов.

Из-за малой глубины давление массы грунта на водоносные пласты не столь велико, как в скважинах. Поэтому дебит колодцев не столь высок (редко выше 1-го кубического метра в час) и способен обеспечить водоснабжение с большими перерывами или ограниченного числа проживающих (обычно не более 1 человека).

Использование электронасосов в колодцах нередко приводит к поднятию с дна илистых отложений и мелких песчаных частиц. Поэтому в магистраль водопровода обязательно ставят фильтры грубой и тонкой очистки от песка.

Первый водоносный слой подвержен загрязнению поверхностными и грунтовыми водами, поэтому качество колодезной воды в густонаселенной местности невысоко. Чтобы избежать загрязнения, колодцы рекомендуется располагать на большем удалении от экологически опасных объектов, чем скважины.

Для защиты от заиливания колодцы нуждаются в периодической чистке один или два раза в год.

Водное зеркало в колодцах подвержено сезонному изменению, в жаркое время года уровень воды может сильно понижаться.

В отличии от скважин на воду  с водозабором только с помощью насосного оборудования, колодцами можно пользоваться при отсутствии электроэнергии.

В районах с холодным климатом в источниках с высоким водным уровнем приходится применять меры по их утеплению.

Рис. 2 Разновидности колодцев

Из каких материалов монтируют колодцы

Обычно в колодезную шахту после проведения земляных работ устанавливают колонну из различного вида стройматериалов, после чего на дно засыпают щебень и песок для фильтрации и очистки воды от глиняных примесей.

Традиционный материал для монтажа колодцев — железобетонные кольца различных диаметров и высот. Наиболее подходящими для установки являются их разновидности внутренним диаметром 1000 мм и высотой 890 мм (по ГОСТ 8020-90) с замком. Для обеспечения высоких прочностных характеристик их выпускают из тяжелого бетона, которым заливают арматуру.

Для герметизации шахты многие используют бетонные плиты с люком, который закрывают легкой полимерной крышкой.

Основные преимущества бетонных колец — невысокая стоимость, долгий срок службы, надежность и прочность.

Более современными колоннами для неглубоких колодцев служат отрезки двухслойных гофрированных труб больших диаметров (Корсис, Прагма), основным материалом изготовления которых является полиэтилен низкого давления (ПНД). Их намного легче и быстрее монтировать, однако высокая цена гофротруб сдерживает их широкое использование.

Одна из основных областей применения полимерных трубопроводов — восстановление (реновация) частично разрушенных бетонных и загрязненных колодезных шахт.

В торговой сети можно встретить полимерпесчаные кольца, которые выпускают некоторые коммерческие фирмы. Они имеют внутренний диаметр 960 мм, высоту около 200 мм и толщину стенки 40 мм. Из них можно смонтировать сборную шахту практически любой высоты. Однако и данные изделия из-за своей высокой цены и недостаточно надежной герметичности между кольцевыми фрагментами не получили широкого распространения в быту.

Остальные экзотические и трудоемкие варианты устройства бытовых колодцев — выкладка шахты из бревенчатого сруба, кирпича, строительных блоков, заливка ее бетоном, в силу своей непрактичности не нашли применения в быту.

Рис. 3 Водоснабжение частного дома из колодца с накопительным баком

Водоснабжение частного дома из колодца — варианты

Чтобы организовать автономное водоснабжение из колодца, понадобится электронасосное оборудование для водного забора. Применять механизмы в виде ручных насосов и прочих приспособлений непрактично и не слишком разумно в силу того, что простейший вибронасос можно приобрести на рынке всего лишь за 20 у.е.

Прочее оборудование также относительно недорого, к примеру начальная стоимость насосной станции с гидроаккумулятором, реле и манометром отсчитывается от 100 у.е.

Также собственнику придется прокладывать наружный и внутренний водопровод из различного вида труб, если использовать полимеры, их стоимость также относительно невысока.

Системы с накопительной емкостью

Учитывая относительно невысокий дебит колодца, возможности непрерывного выкачивания из него воды ограничены. Поэтому применение накопительных емкостей, где закачка происходит периодически в небольших объемах, как нельзя лучше подходит для неглубоких со слабым напором колодцев.

Накопительная система водоснабжения частного дома из колодца включает в себя электронасос и бак объемом около 200 л на верхнем этаже или чердаке, связанных друг с другом трубопроводом. От резервуара отходит внутридомовой водопровод, направляющий воду к точкам разбора.

Система с накопительным баком работает по следующему принципу. Электронасос, погруженный в колодец водоснабжения (обычно это недорогая вибрационная помпа) при включении начинает подавать воду в емкость на чердаке. В баке установлен поплавковый выключатель, последовательно подсоединенный к кабелю электропитания насоса. Как только резервуар наполняется водой, поплавок поднимается, контакты цепи питания помпы размыкаются, и она прекращает закачку.

Рис. 4 Водоснабжение частного дома из колодца с баком и повышающей напор станцией

При водном потреблении собранные в баке запасы расходуются, уровень воды понижается и поплавковый выключатель опускается. Контакты внутри него замыкают цепь питания насоса, он включается и снова начинает качать воду.

Если конструкция дома не позволяет установить накопительный бак вверху на чердаке, можно опустить емкость вниз или закопать под землей. При этом для подачи воды во внутренний водопровод понадобится дополнительный поверхностный электронасос или станция.

Существует вариант установки накопительного резервуара внизу, при котором можно обойтись без дополнительного электронасоса. Однако в этом случае придется приобрести дорогой гидроаккумулятор большого объема и накачивать в него воду насосом через реле давления, которое отключит водоподачу при достижении заданного напорного порога.

К недостаткам схемы с накопительной емкостью стоит отнести довольно низкий напор в системе, стандартный показатель которого для индивидуальных домов лежит в области от 1,5 до 2 бар.

Система с накопительным баком сможет лишь обеспечить напор около 1-го бара при высоте расположения резервуара в 10 м над уровнем водозаборных точек. Однако имеется выход из существующей ситуации, и он заключается в установке дополнительного повысительного электронасоса в водопроводную магистраль.

Читайте также:  Монтаж ПНД труб видео

Еще один недостаток накопительного бака на чердаке помимо забора полезной площади — вероятность затопления дома при неисправности внутреннего поплавкового выключателя. Вариант решения проблемы — использование вверху емкости сливного шланга, выходящего на улицу.

Рис. 5 Водоснабжение частного дома из колодца с гидробаком

Водоснабжение с гидроаккумулятором

Автономная система водоснабжения из колодца без накопительной емкости рассчитана на непрерывное пополнение водных запасов во время водопотребления и подходит для колодезных источников с высоким дебитом. Она включает в себя глубинный или поверхностный насос, напорное реле, манометр и аккумуляторный бак.

Функционирование автономной гидроаккумуляторной системы происходит по следующему принципу. Включенный электронасос нагнетает воду в трубопровод и гидравлический аккумулятор, представляющий собой бак из металла с эластичной мембраной. После наполнения водой гидробака, она давит на мембрану подключенного к нему реле давления, внутри его происходит размыкание контактов и цепь питания насоса прерывается. Обычно верхний порог отключения реле в частных домах устанавливает на уровне 2,5 бара.

При водопотреблении напор в магистрали падает, и когда он достигает порога включения реле (примерно 1,5 бара), на электронасос снова подается электропитание и происходит закачка воды. Процесс периодически повторяется, временной интервал между циклами определяется объемом гидробака.

К преимуществам гидроаккумуляторной системы относят возможность устанавливать в водопроводе практически любое подходящее давление за счет регулировки порога срабатывания гидрореле или приобретения модели с необходимыми характеристиками.

Благодаря гидробаку с эластичной мембраной, трубопровод не подвержен сильным гидроударам, а собранный в резервуаре водный объем гарантируют некоторый запас при отключении электроэнергии.

Рис. 6 Типовая вибрационная помпа и схема ее установки

Насосное оборудование

Для водоснабжения из колодца обычно использует несколько типов электронасосов. Главные требования к ним — обеспечение рабочего напора в магистрали и возможность эксплуатации с небольшим количеством взвешенных частиц песка и ила.

Вибропомпы

Вибрационные насосы работают по принципу возвратно-поступательного движения якоря катушки, к которому подсоединен втягивающий воду поршень, при поступлении на нее переменного тока. Вся электрическая часть помещена в алюминиевый корпус, который имеет с одной стороны ряд водозаборных отверстий с обратным клапаном, а с противоположной — выходной напорный патрубок.

Типовая вибрационная помпа способна подавать воду с максимальными напором 72 м и объемами закачки 1,1 м3/ час. Обычный режим работы помпы определяют по графику напорных характеристик, отражающих зависимость напора от объема подачи. То есть, фактический объем водоподачи вибронасосом находится на уровне 0,5 м3/час при высоте подъема жидкости 20 — 30 м.

К преимуществам вибрационных помп в первую очередь относят их низкую стоимость и неприхотливость к песчано-глинистым загрязнениям рабочей среды.

Наиболее явные недостатки вибропомп — низкий коэффициент полезного действия (около 35%), отсутствие встроенной защиты от перегрева во многих моделях, вредное воздействие вибраций на стенки колодца и придонный песчаный слой. При долгом использовании помпы возможно уплотнение грунта и слишком быстрое заиливание источника.

Также все модели вибропомп не выдерживают глубокого погружения под водное зеркало, это расстояние обычно не больше 3 м.

Из характеристик помпы ясно, что ее низкий объем водоподачи приемлем только для систем с накопительным баком.

Выпуском вибропомп занимаются ряд китайских и российских производителей, садоводам-любителям хорошо известны их торговые марки Малыш, Вихрь, Водолей, Ручеек, Хаммер, Ставр, Унипамп, Оазис, Ливгидромаш.

Рис. 7 Устройство поплавкового колодезного электронасоса и схема его подключения

Колодезные погружные насосы

В торговой сети реализуется широкий ряд специальных колодезных электронасосов, не функционирующих без охлаждения в водной среде. Большинство из них центробежного принципа действия, то есть воду они втягивают рабочим колесом и подают через центральное отверстие в корпусе на выходной патрубок.

Конструктивное устройство центробежных насосов позволяет собирать их из ряда повышающих давление ступеней, в каждой из которых имеется свое рабочее колесо. В результате на выходе получают сколь угодно высокий водный напор.

Большинство бытовых центробежных насосов для колодцев имеют максимальный объем прокачки около 5 м3/час и могут поднимать воду на расстояние до 50 м.

Так как в колодцах из-за низкого дебита часто происходит опускание водного зеркала, все колодезные агрегаты оснащают поплавковым выключателем для защиты от перегорания обмотки электродвигателя.

Обычно погружной насос подвешивают посередине шахты для того, чтобы оставить свободное место для поплавка.

К недостаткам колодезных агрегатов относят их намного более высокую стоимость, чем у вибропомп.

Достоинствами служит возможность реализации больших объемов прокачки, что позволяет обеспечить водой семью из 3 — 4 человек.

Также центробежные погружные электронасосы имеют более высокий КПД порядка 60%, не создают вредных вибраций, намного надежнее и долговечнее в эксплуатации в сравнении с низкокачественными вибропомпами.

Стоит отметить, что для подключения и автоматизации работы колодезных электронасосов понадобятся реле давления и холостого хода, аккумуляторный бак, манометр. Эти приборы обычно размещают в доме и реже в приямке, наземной постройке, находящихся недалеко от источника.

В торговле можно встретить и несколько моделей винтовых насосов для колодцев (Unipump), отличающихся неприхотливостью при эксплуатации в загрязненной среде.

Производством колодезных глубинных электронасосов занимаются все производители электронасосного оборудования из Китая, России и Европы. Наиболее известные торговые марки: DAB, Gardena, Speroni, Belamos, Джилекс Водомет, Grundfos, Водоток, Aquario. Стоимость самых дешевых моделей российско-китайских насосов около 9000 руб., у самых дорогих DAB она доходит почти до 50000 руб.

Рис. 8 Наружное и внутреннее устройство насосной водозаборной станции

Насосные станции

Если для подключения рассмотренных выше погружных колодезных электронасосов требовалось дополнительно монтировать гидравлическое реле, аккумуляторный бак и манометр, то в насосной станции насос и названные приборы объединены в одном блоке.

Насосная станция размещается на поверхности, при этом водное зеркало в колодце не должно опускаться от ее корпуса ниже, чем на 8 — 9 метров.

При большем расстоянии напорный рукав не сможет втягивать воду, и станция останется неработоспособной.

Учитывая это, станции нередко размещают рядом с колодцем или в доме, если расстояние между зданием и источником невелико.

Объемно-напорные характеристики подавляющего большинства станций соответствуют колодезным погружным электронасосам. Максимальный объем прокачки не превышает 5 м3/ч, высота подъема жидкости не более 50 м.

К преимуществам монтажа системы с насосной станцией относят его простоту. Не надо прокладывать трубопровод и использовать фитинги для соединения вместе гидробака, реле давления, манометра и электронасоса.

Станции изготавливает широкий ряд российских, китайских и европейских производителей, наибольшей известностью пользуются торговые марки Gardena, Belamos, Джилекс, Denzel, Grundfos, Metabo, Elitech, Marina, Al-Ko, Quattro Elementi, Wilo, DAB.

Особенности всех станций — их относительно невысокая цена в сравнении со стоимостью отдельно приобретенных ее комплектующих, неплохой агрегат можно купить за 6000 — 7000 руб.

Читайте также:  Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме — снаружи и внутри

К недостаткам станций относят высокий шум при работе, поэтому их рекомендуется устанавливать в подвальных помещениях с хорошей звукоизоляцией или на улице под навесом.

Рис. 9 Станция и подключенный к ней ПНД и ПП трубопровод

Наружный и внутренний водопровод

Для водоподачи из колодца в дом трубы прокладывают под землей, при этом нет альтернативы трубопроводам из полиэтилена низкого давления (ПНД).

ПНД-трубы для водопровода черного цвета изготавливают из первичного полиэтилена, они имеют на боковой оболочке синюю полосу. Их размер задается наружным диаметром, самые популярные из которых — 25 и 32 (на 1 и 1 1/4 дюйма).

Соединения ПНД трубопроводов производят при помощи компрессионных фитингов, выполненных из того же полимерного материала.Современные фитинги имеют широкий выбор переходных муфт, отводов, тройников. У них стандартная трубная резьба, которая отлично стыкуется со стальными.

Самый быстрый, экономичный, надежный и долговечный вариант прокладки внутреннего водопровода в частном доме — использование полипропиленовых труб.

Основную трудность представляет их пайка, качественное выполнение которой по силам специалистам с большим опытом. Можно сэкономить значительные финансовые средства, освоив самому эту несложную процедуру. Паяльник по цене 3000 рублей окупит расходы при самостоятельном проведении работ и вполне подойдет для небольших объемов пайки.

Выбор других материалов для прокладки внутреннего трубопровода, к примеру, таких металлов, как медь, нержавейка, приведет к существенному удорожанию и непрактичности водопровода. Эти материалы используют в основном для прокладки отопительных магистралей.

А другие виды полимерных труб, в основном сшитый и армированный полиэтилен (металлопластик) дороже в монтаже из-за высокой стоимости обжимных фитингов и необходимости использования специального инструмента.

Рис. 10 Применение вибропомп в колодцах

Монтаж водопроводной системы от колодца

При монтаже автономной системы водоснабжения от колодца необходимо учитывать следующие нюансы.

Наружную ПНД-трубу от колодезного источника прокладывают под землей. В этом случае она не будет мешать на участке и не пострадает от высыхания и растрескивания под воздействием ультрафиолетового излучения.

Если планируется круглогодичное водоснабжение дома, придется позаботиться о защите подземного трубопровода от промерзания.

Здесь существует два варианта. Первый — прокладка водопровода в земле ниже уровня промерзания грунта, в средней полосе это приблизительно 1 — 1,5 м.

Второй вариант — помещение внутрь ПНД-трубы специального самонагревающегося электрокабеля. Для реализации этого способа в торговой сети продаются кабели в комплекте с тройниковыми переходниками для врезки в трубопровод.

Некоторые пользователи считают, что утепление подземного трубопровода позволит избежать его промерзания зимой, и поэтому глубину его закладки можно уменьшить до 300 — 500 мм. Однако это неверно — утеплитель лишь увеличивает время, необходимое для промерзания труб и при длительных морозах не спасет от образования льда.

Еще один нюанс всех работ — размеры колодца. Так как придется монтировать трубопровод внутри, ширина колец должна быть достаточна для помещения в шахте одного рабочего.

Рис. 11 Схема водопровода с погружным электронасосом

Установка в колодец погружного электронасоса

Для размещения погружного электронасоса в колодезной шахте проводят следующие операции:

Вначале от дома к колодцу выкапывают траншею. Для слива воды из внутреннего водопровода в источник обеспечивают уклон в сторону колодца порядка 10 — 30 мм на погонный метр. По ГОСТ он должен быть 30 мм, но в данном случае это не играет большой роли.

Около колодца делают небольшое расширение траншеи для удобства работ и пробивают в бетонной стенке сквозное отверстие, используя для этих целей перфоратор.

Прокладывают в траншее ПНД-трубу и электрический кабель питания, помещенный в изолирующую гофротрубу, их концы через отверстие выводят внутрь колодца.

Готовят электронасос к погружению, подключая к нему отрезок напорного ПНД рукава и привязывая трос. Затем соединяют пластиковыми стяжками вместе напорный рукав, трос и электрический кабель.

Помещают в колодец складную лестницу, один из работников залазит внутрь и опускает насос на дно. Затем поднимает его на 400 — 500 мм и ставит отметку на ПНД-трубе напротив входа водопроводной магистрали, идущей в дом.

Напорную ПНД-трубу обрезают на уровне отметки и затем приступают к монтажу опорной стойки для подвешивания насоса. Для этого используют специальный металлический угловой кронштейн с отверстиями.

Рис. 12 Монтаж погружного насоса в колодец – основные этапы

Приставляют кронштейн к внутренним стенкам колодца, делают отметки, после чего сверлом подходящего диаметра при помощи перфоратора проделывают отверстия.

Закрепляют опорную стойку, фиксируя ее вбиванием специальных анкеров с шестигранной головкой, болты которых затем докручивают ключом.

Прикручивают напорную ПНД-трубу насоса к трубопроводу, идущему в дом, при помощи углового компрессионного фитинга.

Затем подвешивают насос на трос к кронштейну, соединяют шнур его питания через термоусадочные муфты с электрокабелем, отходящим от дома.

На этом монтаж погружного насоса можно считать завершенным.

Но часто схему трубной разводки внутри колодца усложняют.

Вверху бетонного кольца делают сквозное отверстие и фиксируют в нем трубопровод с краном для полива огорода. Его отрезком трубы соединяют с напорным рукавом.

Также на горизонтальном участке напорного рукава монтируют тройник с боковым краном. Он необходим для слива воды из системы.

Для поворота рычага шаровых сливного и крана подачи воды на полив используют спаянные из полипропилена длинные штанги, ручки которых выводят поближе к краю колодца и фиксируют на его стенках хомутами.

Рис. 13 Схема подключения насосной станции при водоснабжение частного дома из колодца

Монтаж насосной станции

Если колодезный источник расположен недалеко от дома, для забора воды рационально использовать насосную станцию. Ее монтаж намного проще, чем погружного электронасоса, и состоит из следующих операций:

Прокапывает в земле траншею на глубине ниже промерзания, укладывают в нее ПНД-трубопровод и просовывают его через пробитое в стенке бетонного кольца отверстие.

Через угловой ПНД фитинг подсоединяют к горизонтальному участку трубопровода вертикальный напорный рукав, помещая его торец в 400 — 500 мм от поверхности дна. Некоторые пользователи ставят на всасывающий патрубок сетчатый фильтр для отсеивания крупных частиц песка.

Выводят при помощи угловых отводов подземный трубопровод наружу и подсоединяет его при помощи фитингов и отрезков ПНД труб к насосной станции. Сам водозаборный агрегат может размещаться как внутри дома, так и снаружи под навесом или в пристройке.

Подключают к выходу электронасоса полипропиленовый трубопровод, идущий в дом. При монтаже обязательно устанавливают не менее двух картриджных фильтров грубой и тонкой очистки от песка.

Рис. 14 Стоимость популярного насосного оборудования для водозабора из колодцев

Водоснабжение частного дома из колодца является универсальным вариантом, позволяющим обеспечивать потребности в воде при частых отключениях электроэнергии. В основном водозабор из колодезного источника рассчитан на небольшие объемы для обеспечения нужд одного человека или при периодическом нахождении жильцов в доме (на даче).