Давление в системе водоснабжения частного дома: специфика автономных систем + способы нормализации давления
Устройство на территории частного домовладения или на даче автономного источника воды ещё не означает, что этой водой можно будет комфортно пользоваться, а все гидроприборы и сантехника будут стабильно включаться, и надёжно работать.
Необходимо ещё добиться того, чтобы давление в системе водоснабжения частного дома было в пределах оптимальных значений, с требуемым для бытовых и хозяйственных нужд напором. А о том как этого добиться будет рассказано ниже.
Содержание статьи:
- Характерные особенности автономных водопроводов
- Особенность #1 — поднятие воды из скважины
- Особенность #2 — дебит водозабора
- Особенность #3 — транспортировка воды к потребителям
- Основные стандарты по напору воды
- Методы увеличения давления
- Метод #1 — использование циркуляционного насоса
- Метод #2 — оборудование водонапорной станции
- Стабилизация давления в водопроводе
- Выводы и полезное видео по теме
Характерные особенности автономных водопроводов
Одной из самых важных характеристик водонапорной системы является давление воды. От него зависит не только напор в кране, дающий возможность без проблем проводить обычные гигиенические процедуры, но и работоспособность всех потребляющих воду устройств и оборудования.
Следует принимать во внимание, что функционирование автономной водонапорной системы отличается от централизованного водоснабжения многоэтажек.
Прежде всего, независимый водопровод — это комплекс специфических мероприятий, без реализации даже одного из которых схема может не работать совсем, или работать не так, как нужно
Имеются некоторые особенности и в вопросах поддержания стабильно оптимального давления воды, добытой из автономного источника.
В систему независимого использования источников водоснабжения загородного дома входят взаимосвязанные между собой элементы:
В отличие от жителей многоэтажек, хозяину частного дома решать вопросы, связанные с правильным и эффективным взаимодействием всех этих элементов, приходится самостоятельно.
Особенность #1 — поднятие воды из скважины
Забор и транспортировка воды производятся непосредственно из источника водоснабжения.
И здесь может быть несколько вариантов. Но какой из них предпочесть, главным образом зависит от сложности и стоимости работ по поднятию воды на поверхность. Наиболее дорогостоящими являются артезианская скважина и колодец.
Для целей обеспечения личного домовладения или дачи водой, как правило, выбираются относительно доступные источники — скважина на воду или обычный шахтный колодец
Первый вариант — за счёт необходимости глубинного бурения, с применением специальной техники, второй — за счёт ручного труда.
Скважина игла, или абиссинская — самый простой для устройства своими руками и менее затратный по оборудованию источник.
У каждого из этих вариантов имеются свои плюсы и минусы, и выбор зависит не только от цены и сложности работ, но и от конкретных геологических условий местности.
Особенность #2 — дебит водозабора
Производительность работы системы водоснабжения и применение насосного оборудования в ней зависит от дебита источника воды.
Правильный расчет дебита позволяет рационально использовать этот источник и грамотно подойти к вопросу подбора насоса.
Чем больше соотношение предельно возможного для добычи из скважины или колодца объёма воды к единице времени, за которое источник будет исчерпан, тем производительность водозабора считается выше и, соответственно, мощнее должен быть насос.
Для определения дебита источника применяются два показателя уровня воды:
Если количество откачиваемой из источника воды находится стабильно на уровне его пополнения, то можно говорить о том, что производительность водозабора соответствует мощности насоса. При хорошем дебите источника разница между этими двумя уровнями не должна превышать 1 метра.
Дебит источника определяется как соотношение производительности насоса — Vл, к разнице динамического и статистического уровней, умноженное на высоту отрезка L — от фильтра до уровня воды в состоянии покоя источника
Производительность насоса не должна быть выше дебита источника. В противном случае возможна ситуация, при которой, откачав всю воду, обычный насос продолжит работать «на сухую». А это грозит выходом его из строя.
Насос рекомендуется устанавливать подальше от фильтра, но так, чтобы над ним всегда оставался уровень воды, не менее 1 м.
Особенность #3 — транспортировка воды к потребителям
Использование автономного источника диктует необходимость установки насосного оборудования не только для подъёма воды из водоносного слоя, но и для создания напора, достаточного для её прокачки по трубопроводам и последующего распределения по дому в различных уровнях.
Не стоит забывать о системах полива и пожаротушения, работа которых должна быть обеспечена с соответствующим напором.
Выбирая насосные агрегаты необходимо учитывать уменьшающее напор гидравлическое сопротивление труб, которое напрямую влияет на скорость потока воды. И чем длиннее коммуникационная трасса от источника до дома и конечного потребителя, тем больше становится такое сопротивление.
Дополнительными преградами для воды, снижающими давление в системе, являются повороты труб, фасонные части системы трубопровода, фильтры и запорная арматура
Поэтому для автономного водопровода необходимо учитывать не только величину рабочего, т.е. фиксируемого в стандартных условиях давления в системе водоснабжения дома, но и расчётное — максимально избыточное давление.
По значениям рассчитываемого давления подбираются водопроводные трубы с соответствующими диаметрами и толщиной стенок. Всё это влияет на надёжность, эффективность и долговечность работы децентрализованной системы водоснабжения.
Основные стандарты по напору воды
Величины напора в водопроводе, как холодной, так и горячей воды, регламентируются специальным сводом правил и СНиПами. Каких-то отдельных, применяемых только к частным домам, стандартов по давлению воды на вводе в дом или в точках её разбора не существует.
По общим правилам нижняя граница давления на уровне первого этажа дома должна составлять 1 атмосферную единицу или 1 Бар. Данное значение соответствует напору, позволяющему создать 10-метровый столб воды.
Если дом имеет несколько этажей, то для расчёта входного давления на каждый этаж добавляется 4 м водяного столба или 0,4 атм.
Так, например, для 2-х этажного коттеджа минимальное давление на входе в дом будет составлять 10 м + 4 м на 2-й этаж = 14 м или 1,4 атм
Необходимо знать, что работающие с водой техника, приборы и санитарное оборудование имеют индивидуальные стандарты, определяющие минимальные показатели давления воды, при которых обеспечивается нормальное функционирование этих устройств.
Санитарная техника:
- 0,2 атм — умывальник, унитаз;
- 0,3 атм — ванна, душевая кабина, биде;
- 0,4 атм — джакузи и гидромассажное оборудование.
Бытовая техника:
- 1,5 атм — посудомоечная машина;
- 2 атм — стиральная машина.
Другие водопотребители:
- 1,5 атм — система пожаротушения
- 2 атм — отопительный котёл, с учётом параметров системы отопления;
- 3,5 атм — поливочная система.
Для того чтобы техника на работала на пределе своих характеристик и нормально функционировала, необходимо к номинальным паспортным величинам добавлять ещё 0,5 атм.
А определить давление в системе водопровода можно при помощи манометров. Эти приборы могут устанавливаться на вводе в дом, а также ими оснащаются насосные станции, речь о которых пойдёт ниже.
Мониторинг давления воды в своём доме осуществляется по показаниям манометров, которыми, в обязательном порядке должна быть оснащена система водоснабжения
Методы увеличения давления
Строительство водопровода, как и любое другое строительство, начинается с проекта. Поэтому, вопрос оснащения системы необходимым насосным и другим оборудованием для поддержания в ней оптимального давления, предпочтительней проработать, и рассчитать на стадии проектирования.
Если же снижение напора в системе водопровода произошло в процессе его эксплуатации, прежде всего, необходимо установить возможные причины неисправности.
Для этого проводится ревизия внутри контура и основных элементов схемы водоснабжения на предмет выявления дефектов или просчётов. К таким могут относиться:
- неправильный подбор по производительности насосного оборудования;
- конструктивные ошибки, допущенные при монтаже системы;
- протечки и свищи в самих трубопроводах или в местах их соединений;
- уменьшение просвета труб из-за образовавшихся в результате длительной эксплуатации отложений;
- загрязнение фильтрующих элементов;
- неисправности запорной арматуры.
Для принудительного повышения напора воды в частном водопроводе, как вновь строящемся, так и существующем, имеется несколько способов.
Метод #1 — использование циркуляционного насоса
Данный метод даст желаемый эффект, если давление в водопроводе необходимо повысить на 1-2 атм. Для его реализации потребуется дополнительно приобрести циркуляционный насос.
Принцип работы такого агрегата заключается в создании за счёт центробежной силы в камере помпы перепадов давления, вследствие чего вода через выходное отверстие насоса поступает в систему уже с повышенным давлением. Процесс происходит с непрерывно повторяющейся цикличностью.
Для этого применяются обычные циркуляционные насосы. Их можно монтировать как на вводе в дом или общем стояке водоснабжения, так и непосредственно перед потребителями воды
Основными характеристиками, на которые следует обратить внимание при выборе такого устройства, являются:
- обеспечиваемый на выходе напор воды;
- возможность работы в ручном и автоматическом режимах;
- шумовая составляющая;
- тип ротора.
По принципу работы роторов устройства разделяются на насосы мокрого и сухого типа.
В первом случае движение воды в системе реализуется за счет вращающихся лопастей крыльчатки, которая установлена на валу ротора. Охлаждение и смазка рабочих элементов насоса производится естественным образом за счёт водяного потока.
Эта особенность даёт устройству большие преимущества перед насосами других видов.
Тихая работа проточного насоса с мокрым ротором даёт возможность устанавливать прибор внутри санузлов и кухонь, не испытывая при этом неудобств, связанных с шумом при постоянной работе
КПД агрегата с мокрым ротором не очень высокий — 45%, но для бытового использования данное устройство является вполне достойным вариантом.
Во втором варианте на общей магистрали устанавливается более производительный насос сухого типа.
Двигатель насоса монтируется вне трубы и не имеет контакта с жидкостью. Охлаждается воздухом. Такие агрегаты могут отличаться между собой по типу соединения с двигателем и месту его установки.
КПД насоса такого типа значительно выше — порядка 70%, что делает целесообразным его применение при необходимости создания в системе более высокого давления и, если, производительности проточного насоса не хватает.
Остановив свой выбор на агрегате сухого типа, следует учитывать, что он будет больше не только по габаритам, но и выше по уровню шума во время работы. Поэтому для установки таких насосов желательно отводить отдельное, изолированное от жилых комнат, помещение
Как вывод, для небольшого увеличения давления воды, в том числе, на подводе к отдельному бытовому прибору или санитарному оборудованию, целесообразно использовать менее мощный проточный агрегат.
Монтаж циркуляционных насосов на системе водоснабжения больших сложностей не составляет. Главное, чтобы установка производилась с учётом указанного на приборе направления работы крыльчатки — по ходу движения воды.
На современном рынке пользуются спросом насосы марки Wilo, Grundfos, Oasis, Джилекс. Большое количество предложений позволяет за приемлемую цену выбрать агрегат с нужными характеристиками по давлению, производительности, габаритам, шуму и другим показателям.
Патрубки всех устройств унифицированы для монтажа на российских водопроводных сетях.
Метод #2 — оборудование водонапорной станции
Оборудование домашней насосной станции более дорогостоящее, но современное и точно решит вопрос обеспечения частного или загородного дома водой с оптимальным давлением.
Такая станция может поднимать воду из автономного источника и бесперебойно доставлять её ко всем водоразборным точкам, а также обеспечивать повышение давления в системе до оптимальных значений
Водонапорная установка включает в себя пять основных элементов:
Для создания запаса воды в систему может быть включен обычный накопительный бак или заводской гидроаккумулятор мембранного типа.
Насосная станция с баком — этот вариант является несколько устаревшим и не совсем удобным из-за необходимости иметь в составе станции слишком объёмную ёмкость. Да и напор воды, забор которой производится самотёком, будет зависеть от высоты расположения резервуара.
Это влечёт за собой такую проблему, как выбор места для размещения резервуара с водой на чердачном или более высоком, чем потребители воды, этаже. Кроме монтажных неудобств, ещё и увеличивается риск затопления расположенных ниже помещений, в случае какой-либо неисправности.
Несмотря на указанные минусы, такая система повышения давления в водопроводе длительное время используется в частных домах, а также находит широкое применение при строительстве нового водопровода.
Схема оборудования станции с обычным баком проста. Установленный на максимально возможной высоте резервуар через насос подключается к водопроводу
За наполнением ёмкости при разборе воды следит реле, которое автоматически запускает в работу насос при падении уровня и, соответственно, понижении давления воды в баке до определённой величины. При пополнении запаса воды давление в резервуаре возрастает и достигнув предельно заданного значения насос отключается. Цикл повторяется.
Домашняя станция с гидроаккумулятором. Это более совершенное и современное оборудование в автономном водопроводе. В комплекте станции обязательно присутствует гидроаккумулятор, другое название — мембранный бак.
Устройство мембранного бака. Герметичный корпус состоит из двух камер, разделённых эластичной мембраной из прочной резины — бутила. В одной части бака находится воздух под давлением, в другой, мембранной, аккумулируется вода из системы водопровода
Материал мембраны санитарно безопасен и по нормам гиены пригоден для хранения питьевой воды. В принцип работы гидроаккумулятора заложена возможность под напором закачиваемой насосом воды, поступающей в мембрану, увеличивать её объём, повышая тем самым давление воздуха во второй камере.
При увеличении давления до порогового значения, реле отключает насос. Снижение давления в камере при разборе воды понуждает реле к повторному запуску насоса.
Мембранный бак имеет воздушный клапан, давление на котором должно составлять 1,5-2 атм. Клапан устроен по типу обычного автомобильного ниппеля, что даёт возможность вручную регулировать давление в воздушном отсеке.
Достоинства насосной станции с гидроаккумулятором:
- возможность оборудования в любом уровне частного дома;
- увеличение эксплуатационного ресурса насоса;
- создание относительно ровного давления в водопроводе;
- накопление запаса жидкости на случай аварийного отключения электричества.
При монтаже насосной станции желательно гидроаккумулятор размещать таким образом, чтобы к нему был свободный доступ, позволяющий проводить профилактику или ремонт без слива воды из системы.
Стабилизация давления в водопроводе
Для работы системы водоснабжения загородного дома в стабильно ровном по давлению режиме, наличие в схеме только мембранного бака бывает недостаточно и вероятность гидроударов остаётся большой.
Гидроудар очень часто становится причиной выхода из строя трубопроводов, насосного оборудования, обратного клапана и другого дорогостоящего оборудования
Еще одной причиной, которая оправдывает необходимость принудительной стабилизации давления воды, является возможность повышения его в различных водоразборных точках системы при одновременной их работе. Для этой цели можно использовать частотный преобразователь.
Например, при отсутствии выравнивающего давление воды устройства, если один человек будет мыться в душе, а другой в это время поливать огород, то напор воды разделится пополам.
Преимущества частотного преобразователя:
- напор воды поддерживается стабильным в течение всего времени водопотребления;
- насос работает в плавных режимах пуска и остановки, что увеличивает его ресурс в 1,5 раза;
- защита насоса от сухого хода;
- спящий режим значительно экономит электроэнергию;
- возможность уменьшения объёма мембранного бака почти в 10 раз.
Кроме экономии пространства небольшой бак избавляет от неприятных запахов, связанных с застоем воды. Современные насосы и станции можно купить уже со встроенным частотным преобразователем.
Решить проблему с нестабильным давлением воды, защитить трубы и оборудование от гидроударов, предотвратить резкие перепады напряжения при включении и выключении насоса позволяет современное устройство — частотный преобразователь, который делает систему водоснабжения интеллектуальной
Но и приобретённый отдельно преобразователь интегрировать в систему водоснабжения довольно просто. Главное при его подборе учесть совместимость с такими характеристиками уже имеющегося оборудования, как мощность, питающее напряжение и сила тока.
Выводы и полезное видео по теме
Видеоролик, автор которого делится советом по повышению давления воды в частном доме при помощи устроенной своими руками насосной станции с накопительным баком:
Видео о нюансах подключения гидроаккумулятора в систему водоснабжения частного дома и настройки давления воздуха в нём:
Видео, рассказывающее о преимуществах частотного преобразователя в системе водоснабжения с инструкцией по эксплуатации и описанием режимах его работы:
Нормальное давление воды в автономной системе является существенным условием комфортной и надёжной эксплуатации водопровода. Проживание в своём доме или на даче диктует условия, при которых самый обычный человек должен быть специалистом во многих вопросах.
Знание несложных основ теории по давлению воды в независимой системе водоснабжении и следование изложенным советам по тому, как сделать его стабильным, дадут только положительные результаты. Это позволит избежать возможных просчётов на стадии планирования и при проведении работ по устройству автономного водопровода, поможет правильно определиться с приобретением необходимого оборудования.
