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.

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:

1. Трубопроводы, фитинги, манометры.
2. Погружной или поверхностный насос для подъёма воды из источника.
3. Повышающие давление насосы, а их может быть несколько, или насосная станция с гидроаккумулятором для накопления резерва воды с целью дальнейшего бесперебойного её потребления.
4. Включающее, при необходимости, и отключающее насос реле.

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:

1. Статический — длина участка от уровня земли до воды в источнике в состоянии покоя.
2. Динамический — расстояние от поверхности до установившейся отметки зеркала воды при включенном в работу насосном агрегате.

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:

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

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.

Подробнее о том, как выбрать насосную станцию для частного дома читайте далее.

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.

Если вы хотите задать вопрос по теме статьи или обладаете ценными знаниями, которые помогут нормализовать давление воды в системе, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.