Подключение глубинного насоса к системе водоснабжения: основные узлы и их назначение

Использование скважин и колодцев для забора воды, при отсутствии центрального водоснабжения на загородных участках, является единственным решением проблемы обеспечения питьевой водой. Не всегда вода в источнике расположена близко к поверхности — для забора приходится устанавливать погружное насосное оборудование и производить подключение глубинного насоса к системе водоснабжения.

Электронасос не может работать постоянно, подавая воду в магистраль, для автоматизации режима его работы и снижения нагрузки на водопроводную линию при циклах включения и отключения, устанавливают автоматическое оборудование, состоящее из нескольких приборов.

Рис. 1 Опускание глубинного электронасоса в скважину

Автоматика: основные узлы и их назначение

Перед тем, как подключить погружной насос для скважины или колодца, монтируют водопроводную магистраль с необходимой автоматикой. Автоматические системы управления одинаковы для любого вида электронасосов, отличие состоит только в настройках управляющих приборов и объеме гидроаккумулятора. Основных узлов всего несколько, при подключении они размещаются в одном месте и выполняют следующие функции.

Реле давления

Основной прибор, осуществляющий автоматическое управление работой электронасоса. Внешне устройство имеет вид небольшой коробочки со штуцером для подключения к водопроводной линии. Принцип работы реле давления довольно прост: если напор в системе превышает допустимое значение, вода давит на клапан, размещенный внутри корпуса за штуцером, и связанная с клапанной диафрагмой металлическая пластина с толкателем размыкает контакты внутри прибора.

Кабель питания электронасоса при работе проходит через реле давления, одновременно происходит разрыв питающей цепи и насосное оборудование отключается. Предусмотрена настройка реле давления в определенном диапазоне двумя регулировочными винтами — один устанавливает верхний порог срабатывания, второй винт регулирует разницу между запускающим и отключающим прибор давлением.

Рис. 2 Автоматика для глубинного насоса

Гидроаккумулятор и преимущества его использования

При включении и отключении электронасоса вода в водопроводной системе резко останавливается или моментально приходит в движение — это вызывает гидроудары, при которых трубопровод и оборудование испытывают повышенные нагрузки.

При потреблении воды, если не существует некоторого запаса, насос будет включаться и отключаться через незначительные интервалы времени — это приведет к повышенным нагрузкам на систему и оборудование и ускорит износ электронасоса.

Для устранения вышеприведенных негативных факторов в водопроводную систему устанавливают гидравлический аккумулятор. Устройство представляет собой цилиндрический металлический бак, внутри которого размещена резиновая мембрана. При закрытых кранах резиновая колба бака наполняется водой, при этом давление в гидроаккумуляторе должно быть равным или чуть ниже давления в системе. При пользовании водой она поступает в трубы из аккумулятора, увеличивая время нахождения электронасоса в отключенном состоянии.

Понятно, что чем больше объем гидробака на один насос, тем больший запас воды в системе и более длительное время оборудование будет находиться в состоянии покоя между запуском и остановкой, следовательно, увеличится ресурс его работы.

Любой мембранный бак имеет в стенке ниппель для закачки и спуска воздуха в камере — это позволяет уравнять давление в системе и воздушной прослойке за резиновой грушей гидроаккумулятора. Если бы такого давления в гидроаккумуляторе не было, резиновая мембрана от напора воды распласталась бы по стенкам бака и не могла выполнять свои функции.

Стандартное минимальное значение объема гидробака не меньше 10 литров, верхняя граница может доходить и до 100 литров.

Рис .3 Схема подключения насоса для скважины к автоматике

Манометр

Для настройки порога срабатывания реле и контроля давления в линии любая водопроводная система включает в себя стрелочный или индикаторный измеритель давления. Стандартный манометр имеет штуцер для подключения и две шкалы в разных единицах измерения для снятия показаний.

Реле сухого хода

Во многих схемах установки электронасосов в колодец или скважину и подключения к автоматике не указан такой важный элемент, как реле сухого хода.

Что произойдет в случае, если в водозаборном источнике закончится вода? Погружной насос будет работать без необходимого водного охлаждения, пока не выйдет из строя — напор в системе будет низким, реле давления не отключит насосное оборудование.

Реле сухого хода конструктивно напоминает устройство реле давления и работает точно по такому же принципу, но наоборот — при низком давлении в системе оно размыкает цепь питания электронасоса, а при высоком замыкает.

Многие модели глубинных электронасосов оснащены встроенным термореле, прерывающим цепь питания при перегреве обмотки, которое происходит в работающих без воды погружных агрегатах.

Некоторые пользователи полагают, что данная защита может успешно заменить такой элемент автоматики, как реле сухого хода. Это мнение ошибочно в связи с тем, что перегрев обмотки является аварийной ситуацией, приводящий к нагреву изоляции и потери ей своих физических параметров. Многократный нагрев через некоторое время приведет к затвердеванию и отслаиванию изолирующего лака и в конечном итоге к межвитковому замыканию и выходу электронасоса из строя.

Рис. 4 Схема индивидуального подключения глубинного насоса в частном доме

Поплавковые датчики. Если схема подсоединения насосов для скважины обязательно должна иметь в своем составе реле сухого хода, которое работает в паре с реле давления в автоматическом режиме, то для глубоких колодцев его присутствие не обязательно. Дело в том, водозабор из колодцев производится с использованием конструкций, имеющих встроенный поплавковый выключатель. Устройство является аналогом реле сухого хода и отключает агрегат при падении уровня воды ниже определенной отметки.

Поплавковый выключатель работает следующим образом: при падении уровня жидкости в источнике его плавающая головка опускается и установленный внутри шарик размыкает контакты, которые встроены в цепь питания электронасоса.

Сенсорные датчики. Основным недостатком поплавковых выключателей является необходимость в свободном пространстве для работы, появившиеся на рынке колодезные электронасосы с сенсорными датчиками, не имеют подобных проблем.

Электролитический датчик уровня жидкости в таких моделях располагается сбоку и передвигается в вертикальном направлении, устанавливая порог срабатывания. Два его контакта работают в замкнутой цепи при наличии жидкости, как только ее уровень падает, цепь разрывается и электронная схема отключает питание электронасоса.

Рис. 5 Электронасосы с поплавковым и электролитическим датчиком

Подключение глубинного насоса к системе водоснабжения

При устройстве индивидуальной системы водоснабжения еще на стадии проведения буровых работ следует знать диаметр и материал изготовления трубопровода, глубину залегания водопроводной линии, рабочее давление в системе, на которое рассчитано оборудование. При монтаже и включении водопровода руководствуются следующими рекомендациями:

• При использовании водопроводной системы в зимнее время придется принимать меры по ее защите от холода. Обычно трубы прокладывают под землей и выходить они должны из оголовка скважины, поэтому понадобится устройство кессонной ямы для установки и обслуживания оборудования. Чтобы сделать ее более удобной и снизить глубину, водопроводную линию утепляют и обогревают электрическим кабелем.

Рис. 6 Подключение глубинного насоса к системе водоснабжения, сборка насосной станции своими руками — основные этапы

• При определении глубины погружения электронасоса, устанавливают динамический уровень при включенном оборудовании и подвешивают агрегат на 2 метра ниже установленной отметки, минимальное расстояние до дна у глубинных моделей 1 метр.
• При использовании песчаных скважин обязательна установка в водопроводную линию фильтров для песка или грубой очистки перед оборудованием.
• Электронасосы меняют свою эффективность откачки при изменении питающего напряжения, поэтому для стабильной работы лучше приобрести стабилизатор напряжения и подключить к нему оборудование.
• Для удобства работы и обслуживания часто проводится сборка насосной станции своими руками. На гидроаккумулятор монтируются манометр и реле давления с использованием стандартного пятивходового штуцера, но так как там отсутствует патрубок для крепления реле сухого хода, его придется устанавливать на дополнительный тройник.
• Часто электронасосы имеют короткий кабель питания, с недостаточной длиной для подключения к питающей сети. Его удлиняют путем припаивания аналогичного с дальнейшей изоляцией точки соединения термоусадочной муфтой.
• Обязательно присутствие в водопроводной системе фильтров грубой и тонкой очистки. Они должны размещаться до автоматики системы управления, в противном случае попадание песка и грязи приведет к их некорректной работе и поломкам.

Рис. 7 Размещение автоматического оборудования в кессонной яме

Монтаж погружного электронасоса для установки в скважину

Для установки погружного электронасоса в скважину выполняют работы в следующем порядке:

• Вкручивает в выходное отверстие агрегата пластиковую переходную муфту для подключения напорного трубопровода. При отсутствии встроенного обратного клапана устанавливают свой, монтируя его первым на выходе электронасоса, затем прикручивают фитинг для подсоединения труб ПНД.
• Приставляют к насосу трубу и фиксируют ее пластиковой манжетой, продевают в ушки корпуса трос и соединяют его концы на выходе при помощи двух специальных зажимов, свободный конец прикручивают к основному тросу изолентой.
• Соединяет вместе кабель питания, трос и напорный шланг с помощью изоленты или стяжек с шагом 1 метр., при этом следят, чтобы питающий шнур был закреплен без натяжения.
• Опускают электронасос в скважину на заранее установленную глубину. Для этого измеряют и обрезают напорную трубу нужной длины, вставляют ее в оголовок, к которому привязывают трос.
• После погружения можно сразу проверить работу электронасоса без подключения к трубопроводу, если подача жидкости соответствует паспортным данным, подключают всю водопроводную линию и затем контролируют и регулируют работу оборудования автоматическими приборами.

Рис. 8 Подготовка скважинного электронасоса к погружению

Для подключения скважинного насоса к системе водоснабжения используют приборы, которые автоматизируют его работу, препятствуют частому запуску и снижают нагрузку на линию. Их можно самостоятельно смонтировать в одном модуле, установить в жилом помещении или оставить в кессонной яме со скважинным оголовком.

Для дальнейшего монтажа и подключения водопровода потребуются услуги квалифицированных специалистов. Они произведут пайку пластиковых труб, установку и монтаж необходимых фитингов, кранов, переходных муфт.

Подключаем насосную станцию по схеме своими руками

Подключение насосной станции к источнику водоснабжения можно произвести своими руками. Но, в то же время, подключение станции к водопроводу должно производиться с соблюдением всех технических нюансов. Прежде всего, требуется правильно составить схему установки водоподающей аппаратуры, а затем правильно подключить её к водопроводной системе.

Устройство и принцип действия

Большинство скважин, обслуживающих дачные участки и жилые загородные дома, имеют глубину подачи воды не более 20м. Данная глубина идеально подходит для использования автоматических насосных станций.

Это устройство представляет совокупность аппаратуры, предназначенной для исполнения двух основных целей:

• Подача воды из источника водоснабжения во внутридомовую сеть.
• Поддержание в водопроводной системе давления, нужного для бесперебойного функционирования сантехнических устройств и бытовых приборов.

При отсутствии в доме воды невозможно функционирование таких благ цивилизации, как душевые, стиральные автоматы, кухонные смесители, канализационная система. Поэтому, насосная станция для частного дома выступает в качестве основы его благоустройства.

На современном отечественном рынке можно встретить значительное количество разных автоматических устройств водоподачи, предназначенных для установки в частном доме. Но, несмотря на некоторые конструктивные различия, все эти модели имеют одинаковый принцип действия, и схожее устройство.

Главные функциональные узлы водонасосных станций:

• Всасывающий насос для подъёма воды из скважины, и подачи её под определённым напором во внутреннюю трубопроводную систему. Чаще всего здесь применяется поверхностный насос. Но, если требуется качать воду с глубокой артезианской скважины, в составе станций используются глубинные погружные насосы.
• Демпферный бак-накопитель или гидроаккумулятор. Это устройство предназначается для создания определённого водного запаса на всякий непредвиденный случай. Например, при поломке насоса, отключении электроэнергии, гидроаккумулятор сможет какое-то время поддерживать давление, давая возможность жильцам пользоваться основными сантехническими приборами.
• Датчики давления (манометры) , соединённые с реле, а те, в свою очередь, – с электродвигателем насоса. При перегреве мотора, либо аварийного исчезновения воды в подающей системе, контролирующая аппаратура должна самостоятельно остановить насос во избежание его поломки.
• Блок управления насосной станцией. Здесь расположены кнопки включения/отключения, а также приборы регулировки работы станции. С их помощью можно настроить показатели наибольшего и наименьшего давления, при которых будет происходить самостоятельное включение или отключение устройства.
• Обратный клапан. Устанавливается на водозаборном трубопроводе, и не даёт воде скатываться обратно в питающую скважину.

Основные схемы установки и подключения

При сборке водопроводной системы могут применяться различные схемы подключения насосных станций в частном доме.

Чаще всего встречаются следующие схемы:

• Схема прямого подключения устройства в подающий трубопровод.
• Схема с накопительным баком.

Прямое подключение подразумевает размещение станции между водозабором и внутридомовым трубопроводом. Вода напрямую засасывается из скважины и подаётся потребителю. При такой схеме установки аппаратура находится в обогреваемом помещении – в цоколе или подвале. Это обусловлено боязнью пониженных температур. Замерзание воды внутри устройства может становиться причиной его выхода из строя.

Впрочем, в регионах с относительно мягкими зимами, допускается помещение водонапорной станции непосредственно вверху скважины. Для этого над ней сооружают заглублённый в землю колодец, который утепляют во избежание замерзания воды внутри трубопровода. При необходимости возможно использование электрического греющего провода. Более подробно все аспекты выбора места установки разберём ниже.

Схема подключения станции с накопительным баком выглядит несколько иначе. Вода из источника подаётся не прямо во внутридомовую систему, а в специальный объёмный бак-накопитель. Сама насосная станция размещается промеж накопителя и внутреннего трубопровода. Вода к местам водоразбора перекачивается насосом станции из накопительного бака.

Таким образом, в такой схеме используется два насоса:

1. Глубинный насос, качающий воду в накопитель.
2. Насосная станция, подающая воду из бака-накопителя в водопровод.

Плюсом схемы с баком накопителем является наличие достаточно большого количества воды в нём. Объём бака может составлять несколько сот литров, и даже кубометров, а средний объём демпферного бачка станции равняется 20-50л. Также подобный вариант водоподающей системы подходит для артезианских скважин, когда так или иначе приходится задействовать глубинный насос.

Технология монтажа насосной установки

Монтаж насосной станции производится в несколько этапов. От правильной установки устройства зависит эффективность и долговечность его работы, поэтому подходить к делу следует максимально ответственно. Прежде, чем начинать монтажные работы, следует выбрать наиболее подходящую схему подключения насосной станции к водопроводу, а также определиться с местом её установки. Лишь после этого производится обвязка водоподающего устройства трубами и стыковка с внутридомовым и внешним водопроводом.

Выбор места расположения

Точка расположения насосной станции зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это схема подачи – прямая или через накопительный бак. Также на расположение установки влияет климатические условия. В южных районах, где не бывает сильных морозов, поместить станцию можно прямо над источником водоснабжения, либо в непосредственной близости к нему.

Для этого над скважиной оборудуют заглублённую в землю камеру – кессон. В этом утеплённом приямке и помещают водоподающую аппаратуру, подводя к ней трубы и электропитание.

Когда вода для внутридомовой системы берётся из колодца, разместить станцию можно прямо в нём. Для этого на внутренней стенке колодца устанавливают полочку, а уже на ней монтируют насосную станцию.

Если жилое строение находится в северном регионе, то обеспечить надёжную теплоизоляцию при внешнем расположении станции будет затруднительно. Наилучший выход в таком случае – разместить станцию внутри дома. Обычно для этого используют цоколь или подвал.

Для схемы установки, включающей в себя накопительный бак, размещение насосной аппаратуры внутри отапливаемого помещения является единственно возможным. Бак-накопитель, заполненный водой, в зимнее время должен находиться в тепле. Соответственно, и водонапорная станция располагается рядом с ним.

Проведение подготовительных работ

После выбора точки установки станции, начинаем подготовительные работы. Прежде всего, монтируется основание, на котором она будет стоять. Можно залить небольшую бетонную площадку, выложить пол кирпичом, либо установить прибор на специальные кронштейны. В целях шумоизоляции, между основанием и самой станцией рекомендуют закрепить резиновую прокладку. Она будет поглощать вибрации, идущие от работы насоса и крыльчатки вентилятора.

Далее прокладываем трубопроводы:

• Внутренний, идущий от насосной станции к сантехническому водоразборному оборудованию.
• Внешний, соединяющий станцию или бак-наполнитель с источником воды.

Внешние трубы следует прокладывать в траншеях, расположенных ниже уровня промерзания почвы. Этот показатель различен для разных регионов. Для средней полосы России он составляет порядка 0,8-1,2 м, а для Сибири может составлять 2,5-3, и более метров.

Траншея копается таким образом, чтобы трубопровод имел небольшой скат в сторону скважины. Это необходимо, чтобы в при аварийном ремонте трубопровода, вода самотёком ушла вниз.

Сборка водозаборного узла

Тип водозаборного узла зависит от вида используемого насоса. Если это стандартный поверхностный насос, то водозаборный узел состоит из трубы, опущенной в скважину. На её конце крепится обратный клапан и фильтр-сетка, задерживающая крупный мусор. У станций, оборудованных эжекторным насосом, водозаборный узел будет иметь более сложный вид.

На всасывающую трубу также надевается клапан и фильтр-сетка, но к ней присоединяется ещё одна труба, идущая от эжектора. По этой трубе от насоса направляется часть потока обратно, в основание всасывающей трубы. Так создаются дополнительные всасывающие мощности, позволяющие значительно увеличить высоту подачи воды.

Когда требуется подавать воду из очень глубокой артезианской скважины, приходится использовать погружной насос-глубинник. Глубина подачи его составляет до 200-300 метров. Фильтр грубой очистки входит в комплект такого насоса, и устанавливается внутри него.

Погружной насос подвешивается за оголовок скважины на прочном нержавеющем тросе. Водозаборный узел следует размещать, чтобы он находился посреди водяного столба, но не ближе полуметра до дна для насоса-глубинника, и 1м –для поверхностного.

Монтаж поверхностных элементов станции

Схема сборки станции зависит от конкретной модификации аппарата. Зесь следует соблюдать одно непреложное правило: каждый из агрегатов соединяется между собой через запорные краны с резьбой-американкой и клапанами. Это даёт возможность заменять вышедшие из строя узлы без демонтажа соседних и без сброса воды из водопровода.

Перед станцией устанавливается дополнительный фильтр грубой очистки, задерживающий песок, просочившийся сквозь фильтр-сетку. На выходящем от станции трубопроводе, ведущем в здание, ставятся фильтры тонкой очистки, удаляющие из воды растворённые в ней микроэлементы.

Если размер демпферного бака, входящего в состав станции, слишком мал, можно вставить в водоподающую систему гидроаккумулятор. Это позволит увеличить аварийный запас в водопроводе с прямой подачей, без накопительного бака.

Далее, пользуясь инструкцией от производителя, подсоедините входящий и выходящий трубопроводы к соответствующим отверстиям насоса. За гидроаккумулятором устанавливаются датчики давления с манометрами и блок управления.

Первый запуск станции

Мощность электродвигателя насоса составляет порядка 0,7 – 1,5 кВт, поэтому рекомендуется подвести к нему отдельную линию электропроводки с устройством автоматического отключения тока, срабатывающего при коротком замыкании. Также следует подключить аппаратуру к заземляющему контуру.

Далее следует проверить давление в половине гидроаккумуляторного бака, заполненной воздухом. Этот показатель при запуске ниже давления, нужного для включения насоса примерно на 10%.

Выставлять настройку запуска следует, ориентируясь на объём гидроаккумулятора:

• Для бака ёмкостью в до 30л установленное давление должно равняться 1,5 бар.
• Для 30-50л – 1,8 бар.
• От 50 до 100л – чуть ниже 2 бар.

Затем следует открутить пробку из отверстия вверху насоса, и заполнить его водой. Воду следует лить, пока она не начнёт литься из отверстия.

После этого пробку закручивают обратно, и производят такую последовательность действий:

1. Подключают насос к электропитанию.
2. Слегка открывают заливной вентиль, чтобы выпустить из системы воздух.
3. После начала работы насоса, спустя пару минут из выпускного отверстия системы должна пойти вода.
4. Когда вода не пошла, устройство выключают, и добавляют ещё воды.
5. После начала перекачки воды, устанавливаются окончательные настройки для автоматических реле аппаратуры.

Виды применяемых насосов

Водоподающие станции комплектуются несколькими видами насосного оборудования:

1. Стандартные модели, устанавливаемые поверхностным способом. Позволяют подавать воду с глубины до 8-9м.
2. Поверхностные, с внутренним эжектором. Система внутреннего эжектора позволяет увеличить давление в системе, и глубину всасывания до 10-12м.
3. С внешним эжектором. Эжектор опускается к основанию всасывающей трубы, что увеличивает глубину всасывания воды до 30м. Минус эжекторных моделей – их шумность. Поэтому, при покупке таких устройств, заранее приготовьтесь к некому дискомфорту, либо позаботьтесь о шумоизоляции помещения.
4. Погружные насосы. Использование погружных типов насосной техники целесообразно для скважин, глубиной свыше 30м. Такие насосы опускаются непосредственно в скважину, подвешиваясь на тросах в полуметре от её дна.

Устройство и принцип работы гидроаккумулятора

Гидроаккумуляторы представляют собой металлические баки, объёмом обычно от 20 до 100л. В них имеются входное и выходное отверстие. Данные приборы предназначаются для поддержания рабочего давления в водопроводной сети при отключенном насосе.

Для этого внутри металлического бака располагается резиновая мембрана, которая растягивается при заполнении ёмкости водой. Когда же насос выключается, мембрана, за счёт силы сжатия, выталкивает содержащуюся в баке воду в сеть. Таким образом, в водопроводной системе поддерживается давление, необходимое для работы сантехнических приборов.

Основные правила эксплуатации

После запуска станции в эксплуатацию, необходимо регулярно производить её профилактические осмотры. При необходимости промывать фильтры, подтягивать резьбовые стыки. В случае забивки фильтров вода начинает подаваться в сеть пульсирующими рывками, а порой и вовсе перестаёт течь. Частота промывки фильтров зависит от качества воды в скважине.

Примерно раз в месяц следует осматривать и гидроаккумулятор. Если показания давления в его воздушной камере ниже необходимого уровня, то его следует поднять при помощи автомобильного насоса через нипель. Для правильной эксплуатации и техобслуживания устройства, нужно внимательно ознакомиться со схемой насосной станции и рекомендациями изготовителя, обычно указываемыми в технической инструкции.

Полезное видео по теме

Установить насосную станцию вполне по силам обычному домашнему мастеру. Для этого понадобится лишь умение держать в руках простейшие слесарные инструменты – гаечный ключ, отвёртку, пассатижи. Естественно, не лишним будет некоторый сантехнический опыт и смекалка. Наглядно ознакомиться с процедурой монтажа насосной станции можно в представленном ниже видео.