Давление в системе водоснабжения загородного дома: особенности автономных систем и решения для оптимизации давления

Инсталляция автономного источника воды на приусадебном участке либо даче не гарантирует наличие комфортных условий пользования этой водой, а также бесперебойную работу всех сантехнических устройств и систем.

Важно также обеспечить, чтобы давление в водоснабжении частного дома находилось в пределах необходимых значений, обеспечивая нужный напор для бытовых и хозяйственных нужд. Об этом читайте далее.

Основные характеристики автономных водоснабжений

Ключевой характеристикой системы водопровода является уровень давления воды в ней. Именно от этого показателя зависит не только напор в кране, который позволяет проводить гигиенические процедуры, но и работоспособность всех санитарных приборов и устройств, потребляющих воду.

Стоит учитывать, что автономные водоснабжения имеют свои особенности по сравнению с централизованными системами, существующими в многоквартирных домах.

Во-первых, независимый водопровод представляет собой комплекс взаимосвязанных мероприятий, выполнение которых критически важно для правильной работы системы в целом.

Существуют определенные нюансы в поддержании стабильного и оптимального давления воды, полученной из автономного источника.

Система независимого водоснабжения загородного дома состоит из нескольких взаимозависимых компонентов:

1. Трубопроводы, фитинги, манометры.
2. Погружные или поверхностные насосы для подъема воды из источника.
3. Насосы для повышения давления, которые могут быть в количестве нескольких штук, или насосная станция с гидроаккумулятором для накопления запаса воды, чтобы обеспечить её постоянное потребление.
4. Реле, которое автоматически включает и выключает насос при необходимости.

В отличие от жильцов многоэтажек, владельцам частных домов самостоятельно приходится решать задачи, связанные с эффективным взаимодействием всех этих компонентов.

Особенность #1 — подъем воды из источника

Вода забирается и транспортируется непосредственно из источника водоснабжения.

При этом может быть несколько вариантов, и выбор в основном зависит от сложности и цены работ по поднятию воды на поверхность. Наиболее затратными являются артезианская скважина и колодец.

Для обеспечения водоснабжения личного участка или дачи чаще всего выбираются более доступные источники — это может быть скважина или обычный шахтный колодец.

В первом случае необходимо глубокое бурение с использованием специального оборудования, а во втором случае возможно применение ручного труда.

Скважина типа иглы, или абиссинская, является самым простым и менее затратным в плане оборудования способом создания источника.

У всех вариантов есть свои преимущества и недостатки, и выбор зависит не только от финансовых затрат, но и от конкретных геологических характеристик местности.

Особенность #2 — дебит водозабора

Производительность системы водоснабжения и работа насосного оборудования зависят от дебита источника воды.

Корректный расчет дебита позволяет рационально использовать этот источник и правильно выбрать насос.

Чем больше отношение максимального объема, доступного для добычи воды из колодца или скважины, к времени, за которое источник может быть исчерпан, тем выше считается производительность забора и, соответственно, мощность насоса должна быть больше.

Для определения дебита источника используются два показателя уровня воды:

1. Статический — расстояние от уровня земли до воды в состоянии покоя в источнике.
2. Динамический — расстояние от поверхности до установленного уровня воды, когда насос работает.

Когда количество откачиваемой воды из источника стабильно соответствует его уровню пополнения, это указывает на соответствие производительности водозабора мощности насоса. При хороших условиях дебита разница между указанными уровнями не должна превышать одного метра.

Дебит определяется как соотношение производительности насоса — Vл, к разнице динамического и статического уровней, умноженное на высоту элемента L — от фильтра до уровня воды в спокойном состоянии источника.

Производительность насоса не должна превышать дебит источника. В противном случае, если насос будет работать на «сухую» после того, как вся вода будет откачана, это может привести к поломке устройства.

Насос рекомендуется размещать на расстоянии от фильтра, но так, чтобы уровень воды над ним всегда оставался не менее одного метра.

Особенность #3 — транспортировка воды к потребителям

Использование автономного источника влечет за собой необходимость установки насосного оборудования не только для подъема воды из водоносного слоя, но и для создания давления, достаточного для ее прокачки по трубопроводам и распределения по разным точкам дома.

Важно не забывать о системах полива и пожаротушения, которые также требуют определенного давления для работы.

При выборе насосов необходимо учитывать уменьшающее давление гидравлическое сопротивление труб, которое прямо влияет на скорость потока воды. Чем длиннее коммуникации от источника до конечного потребителя, тем больше будет это сопротивление.

К дополнительным барьерам для воды, снижающим давление в системе, можно отнести повороты труб, соединительные элементы, фильтры и запорные устройства.

Таким образом, для обеспечения автономного водоснабжения следует учитывать как рабочее, фиксируемое в стандартных условиях давление, так и расчетное — предельное избыточное давление.

На основе рассчитанного давления подбираются трубы с необходимыми диаметрами и толщиной стенок, что влияет на надежность, эффективность и долговечность всей децентрализованной системы водоснабжения.

Основные стандарты напора воды

Показатели давления как для холодной, так и для горячей воды в трубопроводе регламентируются специальными правилами и СНиПами. Не существует отдельной нормы, касающейся исключительно частных домов для давления воды на вводе или в точках разбора.

По общим рекомендациям нижний уровень давления на первом этаже здания должен составлять 1 атмосферу или 1 Бар, что соответствует давлению, создающему 10-метровый водяной столб.

Если здание многоэтажное, то для расчета входного давления на каждый этаж добавляется 4 метра водного столба или 0,4 атм.

Например, для двухэтажного коттеджа минимальный напор на входе в дом должен составлять 10 м + 4 м для 2-го этажа = 14 м или 1,4 атм.

Важно помнить, что оборудование и приборы, работающие с водой, имеют свои индивидуальные требования к минимальным показателям давления для обеспечения нормального функционирования.

• 0,2 атм — умывальник, унитаз;
• 0,3 атм — ванна, душевая кабина, биде;
• 0,4 атм — джакузи и гидромассажные устройства.

• 1,5 атм — посудомоечная машина;
• 2 атм — стиральная машина.

• 1,5 атм — система пожаротушения;
• 2 атм — отопительный котел при учете параметров системы отопления;
• 3,5 атм — система полива.

Для того чтобы устройства функционировали эффективно и не работали на пределе своих возможностей, к указанным паспортным значениям следует добавлять еще 0,5 атм.

Измерение давления в системе водоснабжения возможно с помощью манометров, которые устанавливаются как на вводе в дом, так и на насосных станциях, о которых будет упомянуто далее.

Отслеживание давления воды в вашем доме осуществляется на основе показаний манометров, с которыми система водоснабжения должна быть оборудована.

Подходы к повышению давления

Проектирование водопровода, как и любое другое строительство, начинается с разработки проекта. Поэтому вопрос оснащения системы необходимыми насосами и другим оборудованием для поддержания оптимального давления лучше проработать на стадии проектирования.

Если же во время эксплуатации напор в системе водоснабжения упал, необходимо первым делом выявить причины неисправности.

Для этого производится проверка всей системы и ключевых элементов водоснабжения на предмет обнаружения дефектов или ошибок.

К таким проблемам могут относиться:

• неправильный выбор насосного оборудования по производительности;
• конструктивные ошибки, допущенные на этапе монтажа системы;
• протечки и утечки в водопроводных трубах или в соединениях;
• уменьшение диаметра труб из-за отложений, образовавшихся в процессе длительной эксплуатации;
• загрязнение фильтров;
• неисправности запорной арматуры.

Для принудительного повышения давления воды в частном водопроводе, как в новых, так и в уже действующих системах, предлагаются несколько решений.

Метод #1 — установка циркуляционного насоса

Этот метод эффективен для увеличения давления на 1-2 атм. Для его реализации потребуется дополнительно приобрести циркуляционный насос.

Принцип функционирования данного устройства основан на генерации перепадов давления в насосной камере за счет действия центробежной силы. Благодаря этому вода, выходящая из насоса, поступает в систему под повышенным давлением. Этот процесс осуществляется циклично и непрерывно.

Для этих целей используются обычные циркуляционные насосы, которые можно установить как на входе в дом, так и на общих трубопроводах водоснабжения, а также перед конечными потребителями.

Основные параметры, на которые стоит обратить внимание при выборе подобного устройства, включают:

• давление воды на выходе;
• возможность переключения между ручным и автоматическим режимами;
• уровень шума;
• тип ротора.

В зависимости от принципа работы насосы разделяются на мокрые и сухие роторные устройства.

В случае мокрого ротора движение воды происходит за счет вращающихся лопастей крыльчатки, которая закреплена на валу. Охлаждение и смазка рабочих элементов осуществляются естественным образом через поток воды.

Эта особенность придает устройству множество преимуществ по сравнению с другими типами насосов.

Благодаря тихой работе циркуляционного насоса с мокрым ротором его можно устанавливать в ванных комнатах и кухнях, не беспокоясь о шуме во время его постоянного функционирования.

Хотя КПД агрегата с мокрым ротором составляет около 45%, он все же является хорошим выбором для бытовых нужд.

В другом случае на общей магистрали можно установить более мощный насос сухого типа.

В этом случае двигатель насоса размещается вне трубопровода и не контактирует с жидкостью, его охлаждение происходит за счет воздуха. Такие насосы могут различаться по типу соединения с двигателем и своим местом установки.

КПД сухих насосов значительно выше — примерно 70%, что делает их подходящими для ситуаций, когда нужно создать повышенное давление в системе, если производительности проточного насоса недостаточно.

При выборе агрегата сухого типа стоит учесть, что он будет больше по размеру и производить больше шума при работе. Поэтому рекомендуется устанавливать такие насосы в отдельном помещении, вдали от жилых зон.

Для небольшого повышения давления воды, в частности, на подводе к бытовым приборам или санитарным устройствам, разумнее использовать менее мощное проточное оборудование.

Установка циркуляционных насосов в системе водоснабжения не представляет особых сложностей. Главное, чтобы монтаж выполнялся с соблюдением указанных на приборе рекомендаций по направлению работы крыльчатки — в сторону потока воды.

На рынке востребованы насосы таких марок, как Wilo, Grundfos, Oasis, Джилекс. Широкий ассортимент позволяет выбрать подходящий вариант с нужными характеристиками по давлению, производительности, габаритам, шуму и другим параметрам по приемлемой цене.

Патрубки всех устройств совместимы для установки на российских водопроводных системах.

Способ #2 — установка насосной станции

Оборудование насосной станции для дома отличается высокой стоимостью, но при этом современными технологиями, которые надежно обеспечивают частный или загородный дом водой с необходимым давлением.

Такое оборудование может поднимать воду из самостоятельного источника и беспрерывно доставлять ее ко всем точкам водоразбора, одновременно поддерживая оптимальное давление в системе.

Состав водонапорной установки включает пять ключевых компонентов:

1. Электродвигатель;
2. Самовсасывающий насос;
3. Накопительный резервуар;
4. Реле давления;
5. Обратный клапан.

Для обеспечения запаса воды в системе может быть использован стандартный накопительный бак или специальный заводской гидроаккумулятор мембранного типа.

Станция с накопительным баком — это несколько устаревший и менее удобный вариант, так как требует наличия громоздкого резервуара. Кроме того, напор воды, который может поступать самотеком, будет зависеть от высоты расположения бака.

Это создает проблему выбора места для установки резервуара, который должен находиться на чердаке или на первом этаже выше уровня потребителей. Помимо монтажных неудобств, увеличивается риск подтопления нижних помещений в случае неисправности.

Несмотря на указанные недостатки, подобная система повышения давления в водоснабжении довольно долго используется в частных домах и широко применяется при строительстве нового водопровода.

Схема работы станции с обычным баком проста. Бак устанавливается на максимальной высоте и подключается к водопроводу через насос.

За процессом наполнения резервуара следит реле, которое автоматически запускает насос при падении уровня воды и, следовательно, снижении давления в баке до установленного значения. Когда резервуар наполняется, давление в нем увеличивается, и насос отключается. Цикл повторяется.

Современная станция с гидроаккумулятором представляет собой более эффективное оборудование для автономного водопровода. В комплекте к станции обязательно включается гидроаккумулятор, который также называется мембранным баком.

Устройство мембранного бака. Герметичный корпус состоит из двух камер, разделенных эластичной мембраной из прочного материала — бутила. В одной из камер содержится воздух под давлением, а в другой, мембранной, аккумулируется вода из водопровода.

Материал мембраны безопасен и соответствует санитарным нормам для хранения питьевой воды. Принцип работы гидроаккумулятора подразумевает увеличение объема жидкости под давлением за счет воды, поступающей насосом, что, в свою очередь, повышает давление воздуха во второй камере.

Когда давление достигает порогового значения, реле отключает насос. Падение давления в камере при использовании воды заставляет реле вновь включать насос.

Мембранный бак оснащен воздушным клапаном, давление в котором должно находиться в пределах 1,5-2 атм. Этот клапан работает по принципу автомобильного ниппеля, что позволяет вручную регулировать давление в воздушной части.

Преимущества насосной станции с гидроаккумулятором:

• возможность установки на любом уровне в частном доме;
• увеличение срока службы насоса;
• поддержание стабильного давления в системе;
• аккумуляция запаса жидкости на случай отключения электроэнергии.

При установке насосной станции стоит размещать гидроаккумулятор так, чтобы обеспечить к нему легкий доступ для проведения профилактических работ или ремонта без необходимости сливать воду из системы.

Подробнее о том, как выбрать насосную станцию для загородного дома, можно узнать далее.

Стабилизация давления в водоснабжении

Для стабильной работы системы водоснабжения загородного дома наличие только мембранного бака может быть недостаточным, так как вероятность гидроударов остается высокой.

Гидроудары часто являются причиной повреждений труб, насосного оборудования, обратных клапанов и других дорогостоящих элементов системы.

Таким образом, необходимость принудительной стабилизации давления воды также обуславливается тем, что его уровень может увеличиваться на разных точках водоразбора при одновременном их использовании. Для этой задачи можно применить частотный преобразователь.

Например, если в системе не будет устройства, выравнивающего давление, то, когда один человек принимает душ, а другой поливает огород, напор воды будет делиться пополам.

Преимущества частотного преобразователя:

• давление воды поддерживается стабильным на протяжении всего процесса водопользования;
• насос работает в режиме мягкого старта и остановки, что увеличивает его срок службы в 1,5 раза;
• защита от работы насоса в сухую;
• режим ожидания позволяет существенно экономить электроэнергию;
• возможность уменьшения размера мембранного бака почти в 10 раз.

Кроме экономии пространства, небольшой бак избавляет от неприятных запахов, связанных с застоем воды. Современные насосы и станции уже могут быть оснащены встроенными частотными преобразователями.

Современное устройство — частотный преобразователь — решает проблему нестабильного давления воды, предохраняет трубы и оборудование от гидроударов и предотвращает резкие скачки напряжения при запуске и остановке насоса, делая систему водоснабжения более умной.

Установка отдельно приобретенного преобразователя в систему водоснабжения также не представляет сложности. Главное — учесть совместимость данного устройства с характеристиками существующего оборудования, такими как мощность, напряжение питания и сила тока.

Заключение и полезные видео по теме

Представленный видеоролик, где автор делится рекомендациями по увеличению давления воды в частном доме с помощью самодельной насосной станции с накопительным баком:

Видео, посвященное нюансам подключения гидроаккумулятора в систему водоснабжения частного дома и настройке давления воздуха в нем:

Видео о плюсах частотного преобразователя в системе водоснабжения с инструкцией по эксплуатации и описанием его рабочих режимов:

Устойчивое давление воды в автономной системе — это важное условие комфортного и надежного использования водопровода. Проживание в собственном доме или даче подразумевает, что даже обычный человек вынужден разбираться в множестве вопросов.

Обладая основами теории давления воды в автономных системах водоснабжения и следуя приведённым рекомендациям по обеспечению стабильности, вы сможете достичь только положительных результатов. Это поможет избежать недочётов на этапе проектирования и монтажа самостоятельного водопровода, а также правильно выбрать необходимое оборудование.

Если у вас есть вопросы по обсуждаемой теме или вы обладаете опытом, который может помочь в регулировании давления воды в системе, не стесняйтесь оставлять свои комментарии в блоке ниже.