Насосные станции

Под насосной станцией понимается установка, обеспечивающая бесперебойную работу какой-нибудь гидравлической системы на предварительно заданных параметрах в автоматическом режиме. Насосные станции бывают разных видов: бустерные, канализационные и т.д. В этой статье пойдет разговор о бытовых насосных станциях  для организации водоснабжения частных домов и коттеджей.
Насосная станция для водоснабжения частных домов и коттеджей состоит из насоса, напорного бака, и устройства автоматики (реле давления). Это обязательная комплектация. Кроме этого, может быть установлен контрольный манометр и защита по сухому ходу.
В состоянии покоя насосная станция поддерживает давление воды в системе за счет давления в напорном баке. Часто напорный бак называют гидроаккумулятором, что не совсем корректно. Напорный бак в насосной станции служит для удержания статического давления. При стандартной настройке автоматики насосной станции он содержит в себе воды в размере не более трети его номинального объема. Соответственно этого явно недостаточно для выполнения накопительной функции. Конечно, это количество можно увеличить. Для этого увеличивают разницу между нижним и верхним пределом срабатывания автоматики насосной станции. Таким способом можно добиться заполнения бака на 80%. Однако это тоже небольшое количество, а кроме того вырастает сила гидравлического удара в момент включения, что потребители не приветствуют.
Напорный бак имеет внутри себя предустановленное давление. В большинстве случаев оно составляет 1,5 бар. Это давление образуется за счет воздушной подушки, которая находится в задней части бака. Во время эксплуатации за этим давлением следует следить и периодически подкачивать напорный бак воздушным насосом или компрессором. Отсутствие надлежащего давления в напорном баке приводит к уменьшению способности бака отдавать накопленную воду, что приводит к застаиванию воды, учащению циклов срабатывания автоматики насосной станции и соответственно серьезной перегрузке насоса в связи с частыми пусками, в редких случаях к прилипанию мембраны к стенке напорного бака. Подкачка напорного бака должна осуществляться при полностью опустошенной мембране. На практике это осуществляется приблизительно так: отключается питание насосной станции, открывается смеситель (кран), то есть какая-нибудь точка потребления воды. После того, как из бака вытечет вода воздушным насосом (компрессором) накачивается приблизительно один бар давления. Через какое-то время воздух вытолкнет остаток воды из бака и давление упадет. Процедура повторяется 2-3 раза, до тех пор, пока давление не перестанет падать. После этого производят окончательную накачку бака до номинального значения. Здесь, правда, следует учитывать устройство системы водоснабжения. Если она устроена так, что невозможно спустить воду, чтобы осталось не более двух метров водяного столба, то придется отсоединять бак насосной станции от водопровода.
Размер напорного бака насосной станции рассчитывают по следующему принципу. Так как напорный бак в насосной станции выполняет защитную функцию и бережет двигатель от частых включений, количества содержащейся в нем воды должно хватать на такое время, чтобы соблюдалось требование производителя по количеству включений в час. Эта характеристика насоса обязательно есть в документации. Она зависит от мощности двигателя и качества его изготовления. Бак выбирается так, чтобы трети его номинального объема хватило на один промежуток между включениями. Расход воды, естественно, считается по точкам потребления с учетом коэффициента одновременности. Это теоретически. На практике берут меньше, чем получилось по теоретическому расчету, где-то до в два раза. Больше будет означать действительно перегрузить насос.
Насос может быть использован любого типа. Как поверхностный, так и погружной. Насосная станция на поверхностном насосе собирается, как правило, моноблоком. Насос монтируется на специальной площадке горизонтального напорного бака, соединения производятся при помощи гибкого шланга в оплетке и специального фитинга, именуемого «пятерник». К нему же подключаются контрольный манометр и автоматика. Ограничений по использованию типа насоса нет. Это может быть и вихревой и самовсасывающий, и самовсасывающий с эжектором, и нормально всасывающий (не самовсасывающий), в зависимости от того, что он должен будет делать. Расход определяется от количества и мощности потребителей. Для обычного, не элитного частного дома и коттеджа на практике достаточно 2-3 метра кубических в час, даже включая полив приусадебного участка. Хотя и для доброй половины элитных коттеджей тоже. С напором несколько сложнее. Здесь следует учитывать протяженность трубопровода от насосной станции до точек потребления, так как в трубе происходит падение давления. Желаемое давление в доме – два-три бара. Если насосная станция установлена не более 10 м от коттеджа и трубопровод к дому выполнен трубой с условным проходом один дюйм, то потерями давления на подвод к дому можно пренебречь.
Очень распространенная ошибка – уменьшать диаметр подводной трубы. Потери давления в трубе зависят от скорости протекания в ней жидкости. То есть чем больше расход воды и меньше диаметр трубы, тем больше будут потери. Это довольно сложные расчеты, но можно сказать грубо, что прокачка воды через 30 м трубы диаметром условного прохода одна вторая дюйма, безболезненна в размере одного куба в час. Два куба в час можно спокойно прокачать через трубу в один дюйм и, с приемлемыми потерями через трубу условным проходом в три четверти дюйма. Если обстоятельства не позволяют использовать трубу необходимого диаметра для прокладки трубопровода, следует увеличивать мощность насоса. Это вынужденный путь, потому что разница в цене на трубу несоизмерима меньше, чем в этом случае разница в цене на насосы. Кроме того вырастает цена эксплуатации насосной станции.
Устанавливаются такие насосные станции чаще всего в приямке возле источника водоснабжения. Он делается глубиной полтора – два метра с таким расчетом, чтобы зимой насос не замерз. Обычно дополнительного утепления не требуется. Подводная труба должна проходить ниже уровня промерзания почвы. Иногда такие насосные станции устанавливаются непосредственно в колодце. В колодце на определенной глубине устраивается площадка, на которую устанавливается насос. Колодец закрывается. Если позволяют условия, лучше всего такие насосные станции устанавливать непосредственно в доме, в подсобном помещении. В этом случае удобно контролировать состояние насосной станции и при необходимости производить техническое обслуживание и ремонт. Установка насосной станции в отапливаемом, сухом помещении существенно продлевает срок ее службы.
Насосные станции собираются и на нормально всасывающих насосах. В этом случае источник воды должен поставлять жидкость на вход насосной станции с притоком. Эта насосная станция используется обычно либо для повышения давления существующей водопроводной сети, либо в технологических циклах производств.
Насосные станции собираются также на скважинных (глубинных) и колодезных насосах. В этом случае сам насос опускается в источник (скважину, колодец), а напорный бак с автоматикой монтируется в подсобном помещении частного дома или коттеджа и подключается к трубопроводу параллельно, то есть при помощи врезки в трубу.
Автоматика для насосных станций бывает разная. В основном применяется механическое реле давления, которое реагирует на изменения давления в системе. Стандартная, применяемая в большинстве случаев настройка реле давления насосной станции составляет 1,7 бар на включение и 2,8 бар на отключение насоса. Эту настройку несложно изменить. Такая необходимость возникает в случае удаленного расположения насосной станции от коттеджа. В связи с тем, что подводная труба имеет гидравлическое сопротивление, что приводит к потере давления, для того, чтобы обеспечить расчетное давление в водопроводе коттеджа, необходимо увеличить давления срабатывания как нижнего, так и верхнего предела. Сделать это совсем несложно. В инструкции на реле давления насосной станции это подробно описано, как правило, следует просто подкрутить регулировочный винт и проконтролировать работу насосной станции по контрольному манометру. После этого следует увеличить предустановленное давление в напорном баке до величины на 0,2 бара меньше, чем давление включения насосной станции. Это нужно для того, чтобы в напорном баке не застаивалась вода. Можно также увеличить разницу между давлениями включения и отключения насосной станции. На практике определено, что эта разница должна составлять не больше 1,5 бара, для «гурманов» не больше 1 бара. С увеличением разницы давлений включения – выключения насосной станции вырастает сила гидравлического удара в момент включения насосной станции. Это довольно неприятное явление, но некоторые потребители к этому относятся спокойно.
Существует два вида защиты по сухому ходу, которые применяются для насосных станций.
Первый – это датчик уровня воды в источнике. Он тоже бывает двух видов: поплавковый и электродный. Поплавковые датчики уровня применяются в источниках с большой площадью поверхности, для того, чтобы датчик не касался стен источника и не блокировался, электродные обычно в скважинах.
Второй способ защиты по сухому ходу насосной станции – специальное реле давления. Это реле реагирует на давление воды в системе. Если оно меньше определенного уровня реле отключает питание насосной станции и повторное включение насосной станции можно произвести только вручную.
Существуют устройства совмещающие реле давления с защитой по сухому ходу. Есть даже модификации, осуществляющие пробные пуски через некоторое время после срабатывания защиты по сухому ходу.
Существуют насосные станции в моноблочном исполнении, то есть внешне эту насосную станцию сложно отличить от насоса. Тем не менее, такая насосная станция имеет встроенный напорный бак, устройство автоматики и защиту. Кроме того двигатель такой насосной станции имеет водяное охлаждение, что положительно сказывается на шумовых характеристиках. Низкий уровень шума позволяет устанавливать эту насосную станцию даже в городской квартире. Двигатель этой насосной станции рассчитан на очень большое количество включений, она имеет напорный бак минимального размера, в связи, с чем полностью отсутствует гидравлический удар в момент включения насосной станции. Стоят такие насосные станции конечно несколько дороже простых.
На рынке насосные станции представлены в очень широком ассортименте, производства от Китая до Германии и Швеции. Перечислять торговые марки не имеет смысла. Соответственно и цена на насосные станции колеблется в очень широких пределах. Самые популярные торговые марки насосных станций часто подделывают. Часто европейские производители бытовую серию своих насосных станций изготавливают в Китае.
Насосную станцию можно собрать самому. Это совсем несложно, достаточно иметь элементарные знания электротехники и самые заурядные сантехнические навыки. Насосная станция, собранная из высококачественных комплектующих обычно оказывается дешевле аналогичной «фирменной» сборки и совершенно не уступает ей по качеству. Поэтому не редкость, когда отечественные продавцы насосных станций (в том числе и мы) сами собирают насосные станции из высококачественных комплектующих. У такого подхода есть еще одно достоинство. В ассортименте стандартных насосных станций «фирменной» сборки далеко не всегда найдется модель, удовлетворяющая конкретным условиям.