Обеспечение частного жилья водой в условиях отсутствия централизованной магистрали — одна из важнейших задач, которую приходится решать собственнику для комфортного проживания. При водозаборе нередко используют насосные станции водоснабжения для частного дома.
Стоит отметить, что станции помимо водоснабжения, могут быть эффективными помощниками и в других сферах бытового хозяйства. Чтобы правильно выбрать подходящий агрегат для дачи, коттеджа, полезно изучить принцип работы и технические характеристики насосных станций, их разновидности, популярные модели от разных производителей.
Рис. 1 Насосные станции водоснабжения для частного дома в работе
- Назначение, принцип работы
- Конструктивное устройство и основные узлы станций
- Электронасос
- Гидравлический бак
- Реле давления
- Манометр и арматура
- Разновидности насосных станций
- Центробежные
- Самовсасывающие
- Вихревые
- Эжекторные
- С частотным управлением
- Насосные станции водоснабжения для частного дома — технические характеристики
- Особенности монтажа
- Рекомендации по выбору
- Популярные модели от лучших производителей
Назначение, принцип работы
Бытовая насосная станция предназначена для подъема воды с поверхности из разного вида источников, зеркало воды которых расположено от нее на расстоянии не более 8 — 9 м.
В основном станции применяют для водозабора из колодцев, неглубоких абиссинских скважин. Они могут быть использованы для выкачивания воды из природных и искусственных источников около домов — прудов, ручьев, рек, озер, бассейнов, резервуаров большой емкости и бочек. Некоторые собственники применяют их для повышения давления во внутренней магистрали домашнего водопровода, если водоподача осуществляется из накопительных емкостей.
Типовая станция включает в себя электронасос, гидравлический бак, реле давления и манометр.
Насосные станции водоснабжения для частного дома работают по следующему принципу. При включении электронасос начинает закачивать воду в магистраль и гидроаккумулятор, что приводит к повышению давления. Как только напор достигнет порога срабатывания гидравлического реле (2,8 бар у популярного прибора РДМ-5), его внутренние контакты размыкают цепь питания насоса и закачивание воды прекращается.
При водопотреблении давление в магистрали падает и после достижения порога срабатывания реле (1,4 бара у РДМ-5) происходит замыкание его внутренних контактов. Питание снова поступает на насос, и он начинает закачивать воду. Процесс циклически повторяется, интервал между периодами зависит от емкости гидравлического бака.
Рис. 2 Основные узлы станции
Конструктивное устройство и основные узлы станций
Типовая насосная станция водоснабжения для дома представляет собой единый блок с соединенными между собой приборами автоматического управления и насосом. Обычно внизу располагается объемный бак на плоской платформе, сверху него на каркасе размещают электронасос, оба узла соединяют гибкой подводкой. Приборы автоматики подключают через четырехвходовой фитинг, который чаще помещают на гидробаке, но встречаются варианты его подключения и к насосу.
Электронасос
Чаще других разновидностей использует насосы центробежного принципа действия, обладающие наилучшей производительностью. Центробежные насосы всасывают воду рабочим колесом, которое закреплено на оси электродвигателя. Она поступает на центральную ось колеса и выталкивается лопастями в боковой выходной патрубок.
Основное преимущество насосов центробежного типа — возможность использования любого количества ступеней со своими рабочими колесами, способными значительно повышать выходное давление.
Намного реже в станциях используются вихревые насосы, втягивающие и выталкивающие воду своим рабочим колесом через боковые входной и выходной патрубки.
Рис. 3 Устройство центробежного электронасоса на примере модели Pedrollo NGA 1A-PRO
Гидравлический бак
Гидробак представляет собой металлическую емкость с внутренней резиновой мембраной грушевидной формы.
При наполнении груша растягивается и давит на водные массы, создавая в системе высокое давление. С обратной стороны бака помещен штуцер, через который закачивают воздух в пространство между стенками и мембраной. Таким способом соотносят рабочие давления в водопроводе и гидробаке, необходимые для эффективной работы системы.
Гидроаккумулятор выполняет следующие функции:
Рис. 4 Конструкция гидробака
Реле давления
Реле — основной прибор, отвечающий за автоматическую работу насосной установки. Принцип его работы основан на физическом воздействии водных масс на внутреннюю мембрану, которая в свою очередь связана с электрическими контактами в корпусе.
При определенном давлении воды на мембрану происходит ее перемещение и клеммы внутри размыкаются. Так как контакты последовательно подключены к цепи питания электронасоса, агрегат перестает подавать воду.
При определенном ослаблении напора во время водопользования контакты вновь замыкаются, и электроэнергия снова подается на электронасос, который начинает закачивать воду.
Каждое из многочисленного ряда выпускаемых реле имеет свои заводские настройки нижнего и верхнего порогов срабатывания. Стандартным для индивидуальных бытовых водопроводных систем считают показатели в 1,5 и 3 бара. В любом гидрореле предусмотрена возможность подстройки верхнего порога включения, а также разницы между наивысшим и наименьшим показателями.
Манометр и арматура
Для настройки гидрореле и контролирования напорных параметров системы, каждая насосная установка имеет встроенный манометр. Также в нее входят штуцер для подсоединения приборов контроля, автоматики, и гибкая подводка, соединяющая гидробак с электронасосом.
Рис. 5 Реле давления – принцип работы и конструкция
Разновидности насосных станций
В торговой сети представлены модели станций различных конструктивных исполнений и компоновки. Но основное отличие всех установок заключается в используемом электронасосе. Их существует несколько типов, отличных по конструкции и принципу действия.
Центробежные
Главным рабочим узлом большинства станций является электронасос центробежного принципа действия. При его функционировании водный поток поступает в центр рабочего колеса и выталкивается его лопастями через боковой отвод.
Центробежные электронасосы отличаются лучшим КПД порядка 60% и способностью выдавать высокие напорные параметры жидкости на выходе. Связано это с тем, что высоконапорные узлы создаются из нескольких последовательно подключенных ступеней со своими рабочими камерами и колесами.
Также они способны выкачивать слегка замутненную жидкость из колодцев и скважин на песке.
Но в станциях электронасосы центробежного принципа действия не получили широкого распространения. Причина тому — их главный недостаток, связанный с невозможностью запуска без наличия жидкости в напорной магистрали.
То есть, чтобы центробежный насос заработал, придется наполнять большими объемами воды всю трубопроводного магистраль от его входного патрубка до водного зеркала в источнике.
Электронасосы центробежного принципа действия довольно легко определить визуально — все они имеют центральное входное отверстие, боковой отвод и рабочую камеру небольшого объема (рис. 3).
Читайте также: Как увеличить давление воды в частном доме: возможные проблемы и их решения
Рис. 6 Принцип работы и конструкция самовсасывающего насоса Pedrollo JSWm 1C
Самовсасывающие
Электронасосы данного типа по принципу действия являются центробежными с устраненным их главным недостатком — необходимостью предварительной заливки больших объемов воды.
Для запуска вода в них также наливается, однако только в рабочую камеру увеличенного объема.
Внутри самовсасывающих агрегатов конструктивно сделан эжектор. То есть, при вращении рабочего колеса большая часть водного потока отправляется в выходной патрубок, а меньшая с высокой скоростью возвращается на вход, способствуя всасыванию. В результате сначала выкачивается воздух из трубопровода, а затем начинают откачиваться и водные массы.
Практически все насосные станции бюджетного и среднего ценового диапазона смонтированы на основе самовсасывающих электронасосов. Их несложно визуально отличить по рабочей камере увеличенного объема и сдвинутому относительно центральной оси выходному патрубку.
Рис. 7 Внутреннее устройство вихревого насоса Pedrollo PQm 60-Bs
Вихревые
В вихревом электронасосе жидкость подается через боковой патрубок камеры, в которой расположено рабочее колесо.
При вращении колеса вода проходит по кругу и выталкивается через другое выходное отверстие.
Так как зазор между стенками и лопастями рабочего колеса делают максимально малым, установки вихревого принципа действия предназначены только для закачки чистой воды.
Они обладают неплохим КПД порядка 50% и отличаются низким шумом при работе.
Основная сфера применения вихревых агрегатов из-за высоких требований к качеству жидкости – артезианские скважины с высоким дебитом, то есть с зеркалом воды на небольшом расстоянии от поверхности.
Хотя вихревые установки считаются редким гостем на рынке, их выпускают ряд китайских и ведущих европейских производителей.
К основным недостаткам вихревых станций помимо требований к качеству воды можно отнести их менее мощные в сравнении с центробежными напорные и объемные характеристики.
По внешнему виду вихревую установку несложно отличить от центробежной — она имеет два боковых входного и выходного патрубков, размещенных в одной плоскости. Еще одна их особенность — нетипичная конструкция с верхним гидробаком небольшого объема.
Рис. 8 Эжекторная станция и принцип ее работы
Эжекторные
Далеко не всех устраивает главный недостаток насосных станций — невысокая глубина погружения напорного трубопровода максимум в 8 — 9 м.
Для увеличения этого расстояния была разработана система с эжектором, которая позволяет увеличивать глубину всасывания до 40 — 60 м.
Принцип работы эжекторной системы основан на подаче в напорный трубопровод обратного водного потока, втянутого поверхностным электронасосом.
Для этого на конце трубопровода установлен тройниковой узел, состоящий из всасывающего, выходного и эжекторного патрубков. В эжекторном отводе размещена специальная трубка Вентури, форсунка которой увеличивает скорость обратного водного потока. Он при смешивании с основным увлекает его за собой и поднимает вверх. Благодаря этому значительно увеличивается глубина всасывания.
Основной недостаток эжектора — низкая производительность, и это существенно ограничивает его применение.
В стандартном эжекторном электронасосе входной патрубок сделан диаметром 1 1/4 дюйма, а выходной 1 дюйм. То есть, напорный трубопровод имеет объем 0,353 л/м (литров на метр), а обратный эжекторный 0,216 л/м, то есть обратно в источник возвращается около 60% жидкости.
Если принять КПД высококачественного центробежного насоса в 60%, то эжекторная система будет работать с эффективностью около 20%. Это приведет к повышенному расходу электроэнергии и неоправданным финансовым затратам.
Насосных установок эжекторного типа выпускают не так много из-за низкого покупательского спроса. Внешний вид эжекторного электронасоса — объемная рабочая камера с двумя находящимися рядом подсоединительными отверстиями разных диаметров.
Рис. 9 Внешний вид и стоимость станций с частотным управлением
С частотным управлением
Последние разработки ведущих мировых производителей привели к появлению насосов, из работы которых практически исключены циклы включения и отключения.
Электронная система управления реагирует на малейшие изменения давления в водопроводе и соответственным образом меняет параметры электрического тока, подаваемого на обмотку насоса. В результате при высоком напоре рабочее колесо практически не вращается или останавливается, а при низком его скорость увеличивается.
Подобная система позволила практически избавиться от гидроаккумулятора, сэкономить электроэнергию и сделать габариты установки намного меньше обычных станций.
К их недостаткам относят более высокую стоимость.
Насосные станции водоснабжения для частного дома — технические характеристики
Основными техническими параметрами любой станции, указанными в паспортных данных, являются ее следующие показатели:
Рис. 10 Вариант подключения станции
Особенности монтажа
Насосные станции ставят в различные места, они могут находиться как на улице, так и внутри наружных неотапливаемых и отапливаемых жилых помещений в частном доме.
При их установке есть некоторые нюансы, о которых полезно знать как монтажнику, так и потребителю:
Рис. 11 Цены на насосные станции водоснабжения для частного дома центробежного принципа действия и с эжектором.
Читайте также: Клеевые трубы ПВХ — сфера применения, монтаж, производители и стоимость
Рекомендации по выбору
Решая, какая станция подойдет для водоснабжения частного дома, полезно придерживаться следующих рекомендаций:
Популярные модели от лучших производителей
Стоит отметить, что ассортимент представленных на рынке насосных станций довольно велик, что усложняет оптимальный выбор. В торговой сети присутствуют бренды как ведущих европейских производителей насосного оборудования (Al-Co, Wilo, DAB, Speroni, Grundfos) так и фирм, одной из ветвей специализации которых является садовая техника или электроинструмент (Gardena, Karcher, Metabo, Denzel).
Конкуренцию им по качеству вряд ли составят российские и китайские торговые марки Джилекс, Вихрь, Elitech, Jemix, Зубр, Belamos, однако средняя цена в 100$ может оказать решающее влияние на подбор для многих потребителей.
Ниже приведен обзор с перечнем и техническими характеристиками некоторых самовсасывающих насосных станций, обладающих наилучшим качеством:
Grundfos JP 4-47 PT-H (850 Вт) — поверхностная установка центробежного типа от всемирно известного производителя из Дании. Предназначена для работы с чистой водой и обладает следующими параметрами:
GARDENA 3000/4 Classic (1770) (650 Вт) — немецкая станция с центробежным насосом для работы с чистой водой со следующими параметрами:
Рис. 12 Стоимость вихревых установок
AL-KO HWI 600 ECO (580 Вт) — установка производства Германии с центробежном электронасосом, способная работать с загрязненной водой, со следующими характеристиками:
Karcher BP 3 Home (800 Вт) — немецкая насосные станции водоснабжения для частного дома с центробежным электронасосом для эксплуатации в чистой водной среде со следующими параметрами:
Metabo HWWI 3500/25 Inox (1100 Вт) — центробежная станция немецкого производства для чистой воды со встроенным фильтром и следующими параметрами:
Speroni Cam 40/22 (800 Вт) — центробежная станция, страной производства которой является Италия, служит для перекачки чистой воды и обладает следующими характеристиками:
Denzel PS 1000X — центробежная установка одного из известных китайских производителей электроинструмента со следующими параметрами:
Рис. 13 Самовсасывающие насосные станции водоснабжения для частного дома, стоимость
Насосная станция — наилучший выбор для индивидуального обеспечения водой из скважины или колодца средней семьи из любых водных источников с невысоким зеркалом воды. Ее компактное размещение элементов в едином блоке позволяет значительно сэкономить финансовые средства не только при покупке в отличие от приобретения отдельных узлов, но и при монтаже водопроводной магистрали.
