Насосні станції

Насосна станція це установка, що забезпечує безперебійну роботу який-небудь гідравлічної системи на попередньо заданих параметрах в автоматичному режимі. Насосні станції бувають різних видів: бустерні, каналізаційні і т.д. У цій статті піде розмова про побутові насосні станції для організації водопостачання приватних будинків і котеджів.
Насосна станція для водопостачання приватних будинків і котеджів складається з насоса, напірного бака, і пристрої автоматики (реле тиску). Це обов`язкова комплектація. Крім цього, може бути встановлений контрольний манометр і захист від сухого ходу.
У стані спокою насосна станція підтримує тиск води в системі за рахунок тиску в напірному баку. Часто напірний бак називають гідроакумулятором, що не зовсім коректно. Напірний бак в насосній станції служить для утримання статичного тиску. При стандартному налаштуванні автоматики насосної станції він містить в собі води в розмірі не більше третини його номінального об`єму. Відповідно цього явно недостатньо для виконання накопичувальної функції. Звичайно, цю кількість можна збільшити. Для цього збільшують різницю між нижнею і верхнею межею спрацювання автоматики насосної станції. Таким способом можна домогтися заповнення бака на 80%. Однак це теж невелика кількість, а крім того виростає сила гідравлічного удару в момент включення, що споживачі не вітають.
Напірний бак має всередині себе наперед установлений тиск. У більшості випадків він становить 1,5 бар. Цей тиск утворюється за рахунок повітряної подушки, яка знаходиться в задній частині бака. Під час експлуатації за цим тиском слід стежити і періодично підкачувати напірний бак повітряним насосом або компресором. Відсутність належного тиску в напірному баку призводить до зменшення здатності бака віддавати накопичену воду, що призводить до застою води, почастішанню циклів спрацьовування автоматики насосної станції і відповідно серйозного перевантаження насоса у зв`язку з частими пусками, в окремих випадках до прилипання мембрани до стінки напірного бака. Підкачка напірного бака повинна здійснюватися при повністю спустошеній мембрані. На практиці це здійснюється приблизно так: відключається живлення насосної станції, відкривається змішувач (кран), тобто якась точка споживання води. Після того, як з бака витече вода повітряним насосом (компресором) накачується приблизно один бар тиску. Через якийсь час повітря виштовхне залишок води з бака і тиск впаде. Процедура повторюється 2-3 рази, до тих пір, поки тиск не перестане падати. Після цього проводять остаточне накачування бака до номінального значення. Тут, щоправда, слід враховувати будову системи водопостачання. Якщо вона влаштована так, що неможливо спустити воду, щоб залишилося не більше двох метрів водяного стовпа, то доведеться від`єднувати бак насосної станції від водопроводу.
Розмір напірного бака насосної станції розраховують за таким принципом. Так як напірний бак в насосній станції виконує захисну функцію і береже двигун від частих включень, кількості в ньому води повинно вистачати на такий час, щоб дотримувалася вимога виробника за кількістю включень на годину. Ця характеристика насоса обов`язково є в документації. Вона залежить від потужності двигуна і якості його виготовлення. Бак вибирається так, щоб третини його номінального обсягу вистачило на один проміжок між включеннями. Витрата води, природно, вважається по точках споживання з урахуванням коефіцієнта одночасності. Це теоретично. На практиці беруть менше, ніж вийшло з теоретичного розрахунку, десь до в два рази. Більше буде означати дійсно перевантажити насос.
Насос може бути використаний будь-якого типу. Як поверхневий, так і заглибний. Насосна станція на поверхневому насосі збирається, як правило, моноблоком. Насос монтується на спеціальному майданчику горизонтального напірного бака, з`єднання виробляються за допомогою гнучкого шланга в оплетенні і спеціального фітинга «пятернік». До нього ж підключаються контрольний манометр і реле тиску. Обмежень щодо використання типу насоса немає. Це може бути і вихровий і самовсмоктувальний, і самовсмоктувальний з ежектором, і нормально всмоктуючий (не самовсмоктувальний), залежно від того, що він повинен буде робити. Витрата визначається від кількості та потужності споживачів. Для звичайного, не елітного приватного будинку та котеджу на практиці досить 2-3 метра кубічних на годину, навіть включаючи полив присадибної ділянки. Хоча і для доброї половини елітних котеджів теж. З напором дещо складніше. Тут слід враховувати протяжність трубопроводу від насосної станції до місць споживання, так як в трубі відбувається падіння тиску. Бажаний тиск в будинку - два-три бари. Якщо насосна станція встановлена не більше 10 м від котеджу і трубопровід до будинку виконаний трубою з умовним проходом один дюйм, то втратами тиску на підведення до будинку можна знехтувати.
Дуже поширена помилка - зменшувати діаметр підводної труби. Втрати тиску в трубі залежать від швидкості протікання в ній рідини. Тобто чим більше витрата води і менше діаметр труби, тим більше будуть втрати. Це досить складні розрахунки, але можна сказати грубо, що прокачування води через 30 м труби діаметром умовного проходу одна друга дюйма, безболісна в розмірі одного куба на годину. Два куба на годину можна спокійно прокачати через трубу в один дюйм і, з прийнятними втратами через трубу умовним проходом в три чверті дюйма. Якщо обставини не дозволяють використовувати трубу необхідного діаметра для прокладки трубопроводу, слід збільшувати потужність насоса. Це вимушений шлях, тому що різниця в ціні на трубу непорівнянна менше, ніж в цьому випадку різниця в ціні на насоси. Крім того виростає ціна експлуатації насосної станції.
Встановлюються такі насосні станції найчастіше в приямку біля джерела водопостачання. Він робиться глибиною півтора - два метри з таким розрахунком, щоб взимку насос не замерз. Зазвичай додаткового утеплення не потрібно. Підводна труба повинна проходити нижче рівня промерзання грунту. Іноді такі насосні станції встановлюються безпосередньо в колодязі. У колодязі на певній глибині влаштовується майданчик, на який встановлюється насос. Колодязь закривається. Якщо дозволяють умови, найкраще такі насосні станції встановлювати безпосередньо в будинку, в підсобному приміщенні. У цьому випадку зручно контролювати стан насосної станції і при необхідності проводити технічне обслуговування і ремонт. Установка насосної станції в опалювальному, сухому приміщенні істотно продовжує термін її служби.
Насосні станції збираються і на нормально всмоктуючих насосах. У цьому випадку джерело води повинно поставляти рідину на вхід насосної станції з припливом. Ця насосна станція використовується зазвичай або для підвищення тиску існуючої водопровідної мережі, або в технологічних циклах виробництв.
Насосні станції збираються також на свердловинних (глибинних) і колодязних насосах. У цьому випадку сам насос опускається в джерело (свердловину, колодязь), а напірний бак з автоматикою монтується в підсобному приміщенні приватного будинку або котеджу і приєднується до трубопроводу паралельно, тобто за допомогою врізки в трубу.
Автоматика для насосних станцій буває різна. В основному застосовується механічне реле тиску, який реагує на зміни тиску в системі. Стандартна, застосовувана в більшості випадків настройка реле тиску насосної станції становить 1,7 бар на вмикання і 2,8 бар на вимикання насоса. Цю настройку нескладно змінити. Така необхідність виникає у разі віддаленого розташування насосної станції від котеджу. У зв`язку з тим, що підводна труба має гідравлічний опір, що призводить до втрати тиску, для того, щоб забезпечити розрахунковий тиск у водопроводі котеджу, необхідно збільшити тиск спрацьовування як нижнього, так і верхнього меж. Зробити це зовсім нескладно. В інструкції на реле тиску насосної станції це детально описано, як правило, слід просто підкрутити регулювальний гвинт і проконтролювати роботу насосної станції по контрольному манометру. Після цього слід збільшити наперед установлений тиск в напірному баку до величини на 0,2 бару менше, ніж тиск вмикання насосної станції. Це потрібно для того, щоб в напірному баку не застоювалася вода. Можна також збільшити різницю між тисками включення і вимикання насосної станції. На практиці визначено, що ця різниця повинна складати не більше 1,5 бару, для "гурманів" не більше 1 бару. Зі збільшенням різниці тисків вмикання - вимикання насосної станції зростає сила гідравлічного удару в момент вмикання насосної станції. Це досить неприємне явище, але деякі споживачі до цього ставляться спокійно.
Існує два види захисту від сухого ходу, які застосовуються для насосних станцій.
Перший - це датчик рівня води в джерелі. Він теж буває двох видів: поплавковий і електродний. Поплавкові датчики рівня застосовуються в джерелах з великою площею поверхні, для того, щоб датчик не торкався стін джерела і не блокувався, електродні зазвичай в свердловинах.
Другий спосіб захисту від сухого ходу насосної станції - спеціальне реле тиску. Це реле реагує на тиск води в системі. Якщо воно менше певного рівня реле вімикає живлення насосної станції та повторне вмикання насосної станції можна зробити тільки вручну.
Існують пристрої поєднують реле тиску з захистом від сухого ходу. Є навіть модифікації, що здійснюють пробні пуски через деякий час після спрацьовування захисту від сухого ходу.
Існують насосні станції в моноблочному виконанні, тобто зовні цю насосну станцію складно відрізнити від насоса. Тим не менш, така насосна станція має вбудований напірний бак, пристрій автоматики і захист. Крім того двигун такий насосної станції має водяне охолодження, що позитивно позначається на шумових характеристиках. Низький рівень шуму дозволяє встановлювати цю насосну станцію навіть у міській квартирі. Двигун цієї насосної станції розрахований на дуже велику кількість вмикань, вона має напірний бак мінімального розміру, у зв`язку, з чим повністю відсутен гідравлічний удар у момент вмикання насосної станції. Коштують такі насосні станції звичайно трохи дорожче простих.
На ринку насосні станції представлені в дуже широкому асортименті, виробництва від Китаю до Німеччини та Швеції. Перераховувати торгові марки не має сенсу. Відповідно і ціна на насосні станції коливається в дуже широких межах. Найпопулярніші торгові марки насосних станцій часто підробляють. Часто європейські виробники побутову серію своїх насосних станцій виготовляють у Китаї.
Насосні станції можна зібрати самому. Це зовсім нескладно, достатньо мати елементарні знання електротехніки та самі звичайні сантехнічні навички. Насосна станція, що зібрана з високоякісних комплектуючих зазвичай виявляється дешевше аналогічної «фірмової» збірки і абсолютно не поступається їй за якістю. Тому не рідкість, коли вітчизняні продавці насосних станцій (у тому числі і ми) самі збирають насосні станції з високоякісних комплектуючих. У такого підходу є ще одна перевага. В асортименті стандартних насосних станцій «фірмової» збірки далеко не завжди знайдеться модель, яка задовольняє конкретні умови.