Строительный каталог

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины

Вы — счастливый обладатель небольшого дачного домика или только собираетесь строить серьёзный загородный особняк? А может вы просто сельский человек со стажем, который, наконец, решил завести воду в дом и сделать жизнь своей семьи немножечко комфортней? В любом случае вопрос организации автономного водоснабжения рано или поздно встанет для вас ребром.

Даже в доме на природе очень трудно отказаться от таких привычных благ цивилизации, как ванна, туалет, стиральная машина, смеситель на кухонной мойке. А кому-то просто необходим бассейн, сауна с душем, фонтанчик перед домом… Нормальным считается расходование порядка 150 — 250 литров на человека ежедневно. Это питьевая и хозяйственная вода, а также полив. В общем, варианты ограничиваются только фантазией домовладельца и его финансовыми возможностями.

Не стоит думать, что бесперебойная подача воды в жилище — это роскошь, по денежным причинам недоступная за пределами городских квартир. Да, очень часто в сельской местности централизованный водопровод отсутствует даже в проектах. Иногда общие сети имеются, но они ненадёжны (слабое давление, отключения и т.д.) или вода в них не соответствует никаким стандартам качества. Выходом становиться поиск и добыча воды из земли.

Если раньше люди обходились рытьём неглубоких колодцев и черпанием живительной влаги вёдрами, то теперь, с появлением новых технологий, появилась возможность автоматизировать процессы подъёма и раздачи воды из глубоко залегающих подземных источников, включая артезианские скважины (до 200 метров от уровня поверхности).

Вода из скважин, как правило, чище колодезной, так как находится на приличной глубине и защищена от поверхностных загрязнений. Кроме того её запасы могут быть в разы больше чем в колодцах, а ведь для снабжения крупного домовладения каждый день может потребоваться до 4 — 5 кубов H2O, и это без интенсивного полива.

Автоматизированная система автономного водоснабжения должна обеспечить бесперебойную подачу воды в здание, независимо от времени года и погодных условий, без систематического участия человека. Для этого необходимо провести ряд сложных и трудоёмких мероприятий, но игра стоит свеч.

Обустройство скважины. Кессон

Предположим, что скважина у вас уже есть. Самое время приступить к обустройству кессона. Это своеобразная камера, прямоугольная или выполненная в виде цилиндра. Основной задачей кессона является защита скважины от грунтовых вод, промерзания труб и оборудования при минусовых температурах, попадания в обсадную трубу посторонних предметов.

Часто такие конструкции делают из металла, железобетона, пластика. Имеет право на жизнь вариант с использованием кирпичной кладки.

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины Кладка из старого кирпича

Так или иначе, вокруг оголовка скважины следует вырыть яму глубиной около 2-х метров и где-то 1.5 Х 1.5 метра по площади. На её дне заливается железобетонная плита толщиной от 100 мм. Поверх неё производится кладка в виде прямоугольного колодца. Полученная камера должна возвышаться над грунтом не менее 200 мм, сверху она может накрываться листовым металлом, шифером, или, опять-таки, бетонной плитой с люком и отверстиями для выхода кабелей питания. Внутри, на стенах кессона, стоит установить закладные элементы для устройства возможного промежуточного перекрытия, теплоизоляции (например, пенополистирола). Закладные можно использовать для закрепления тросов и верёвок, на которых опускается в скважину насосное оборудование.

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины Кессон возвышается над поверхностью

Особое внимание следует уделить гидроизоляции кессона, чтобы он не наполнялся грунтовыми водами. Наружную сторону кладки промазывают битумной мастикой и нагорячую обклеивают листовыми гидроизоляционными материалами (типа «еврорубероида»).

Выбор насосного оборудования

Теперь одна из последующих задач, стоящих перед застройщиком — это грамотный выбор и монтаж подходящего насоса, ведь он небезосновательно считается сердцем системы, самым дорогим её элементом.

Большинство производителей насосного оборудования предлагают очень широкие линейки своей продукции, выбор есть на все случаи жизни, на любой кошелёк.

Важными показателями, по которым следует рассматривать варианты насосов, является необходимый напор и прогнозируемый расход воды.

Необходимо высчитать и учесть на какую высоту от зеркала (динамический уровень) необходимо поднимать воду, какова длина горизонтального трубопровода, сколько точек потребления планируется одновременно задействовать, каков дебет (количество выдаваемой воды) скважины, какой диаметр обсадной трубы.

Главное, чтобы производительность насоса (объём перекачиваемой воды в единицу времени) не превышала дебет (чтобы не было «сухого хода»), но и не была слишком маленькой. Лучший показатель — это минус 10-15% от дебета.

Диаметр корпуса насоса подбирают исходя из диаметра скважины (он должен быть не на много меньше), однако и здесь нужно знать меру, чтобы не возникло проблем с его извлечением, например, для замены/профилактики. Стоит учитывать возможные искривления, неровности и локальные заужения.

Установка насоса

Для того чтобы вся система водоснабжения оставалась под давлением сразу на выходной патрубок насоса монтируют обратный клапан. Тогда напорная труба будет постоянно запитана, в ней не будет воздуха. В случае только уличного (поверхностного) пользования скважиной клапан не ставят, тогда вода после выключения уходит, трубы остаются пустыми — ничего не замерзает.

После обратного клапана ставится обжимная муфта для подсоединения трубопровода.

Скважинные насосы имеют специальные крепёжные проушины, через которые продевается стальной трос или капроновая верёвка. Трос лучше использовать оцинкованный в ПВХ-оболочке от 4мм в диаметре. Для его фиксации применяются хомуты, выполненные из нержавеющих материалов.

При помощи пластиковых затяжек с интервалом 1.5-2 метра к тросу, без натяжки, крепится труба и кабель питания.

Насос опускается в скважину так, чтобы расстояние от него до дна было не менее 500 мм. Бывают ещё ограничения (указываются в паспорте на оборудование) на допустимый столб воды над насосом, тогда, возможно, заглубляться придётся меньше.

Для опускания насоса и особенно поднятия его из скважины, когда к весу оборудования добавляется масса заполненного водой трубопровода, очень удобно воспользоваться деревянным барабаном с воротком, как на колодцах, именно на него и зачаливается страховочный крепёжный трос.

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины Ворот от старого колодца

Барабан закрепляют на прочной металлической конструкции, расположенной над кессоном. Над ней рекомендуется возвести небольшой навес произвольной формы, тем более, что под него нужно заводить питающий кабель с влагозащищённой розеткой для наружного использования.

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины Над кессоном смонтирована перекладина, для крепления подъёмного барабана

Перед первым пуском насос минут 5-10 должен полежать в воде, наполниться.

Монтаж и прокладывание трубопровода

Для наружного напорного водоснабжения отлично подходят трубы из полиэтилена. Они продаются бухтами и не требуют сварки/пайки и дополнительных соединений на протяжённых участках. Такие трубы стоят недорого, они прочные и долговечные, достаточно пластичные и надёжные.

Водопровод из них собирается быстро и легко, даже в минусовую температуру. Соединения производятся вручную, без специализированного оборудования или инструмента, посредством механических раструбных хомутов с резиновыми уплотнительными кольцами. Соединительные хомуты (сёдла) имеют возможность многократного использования, они имеют самые разнообразные конфигурации (колени, прямые и угловые муфты, резьбовые переходы, тройники и т.д.).

Внимание! Используйте пищевую трубу с соответствующей маркировкой.

Внутренний диаметр трубы подбирается исходя из характеристик системы и насосного оборудования. Минимально допустимый показатель — это 25мм (25*2.3 PN 10).

Чтобы зимой вода не замёрзла, трубы по улице следует укладывать в траншею, вырытую ниже глубины промерзания. Дно канавы освобождается от камней и других выступающих предметов, затем делается песчаная отсыпка и укладывается труба, предварительно обёрнутая теплоизолятором с закрытой ячеистой структурой.

Особое внимание следует уделить месту входа трубопровода в дом. Очень часто, проходя фундамент, трубу изгибают по радиусу, и она поднимается на опасную высоту для промерзания, к тому же в подпольном пространстве, особенно возле наружной стены возможны минусовые температуры. В этом месте целесообразно применить угловую муфту для трубы и тепловую изоляцию. Она же будет препятствовать образованию конденсата, ведь вода из скважины поступает достаточно холодная.

В кессоне также стоит установить разъёмное соединение (муфту), чтобы, разобрав его, было удобно без перегибов извлекать напорную трубу.

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины В старой широкой скважине размещены два насоса. Трубы имеют разборные соединения

Утепление трубопровода

Если водовод планируется использовать круглый год, в обязательном порядке необходимо будет позаботиться о его грамотном утеплении. Как мы уже говорили надёжнее всего — это уложить трубы ниже глубины промерзания, где температура не опускается ниже нуля. Однако иногда эта глубина достаточно велика для некоторых широт — до двух метров, что влечёт определённые трудности и серьёзные трудозатраты, либо каким-то техническим причинам углубиться на необходимое расстояние нет возможности.

Когда водопровод залегает выше глубины промерзания, пожалуй, лучшим вариантом является обогрев водоносной трубы электрическим кабелем. Специальный греющий кабель обматывается витками вокруг трубы, или крепится к ней линейно растянутым с помощью алюминиевого скотча. Иногда кабель прокладывают внутри водопроводной трубы. Греющий кабель можно использовать и касательно локальных участков водовода, допустим на вводе трубы в дом, как самого опасного места.

Очень удобен в эксплуатации саморегулирующийся кабель, не требующий использования контрольных блоков, терморегуляторов и т.п. Он изменяет свою мощность в зависимости от температуры среды, в которой находиться, что позволяет рационально расходовать энергию, так как на разных участках устанавливается различная нагрузка. В среднем правильно подобранный и смонтированный обогревающий кабель расходует 9 — 12 ватт на один погонный метр.

Водопровод с кабелем лучше разместить в кожухе из пропиленовой канализационной трубы большего диаметра и утеплить его пенопластом, пенополистиролом или другими схожими материалами.

Независимо от того как смонтирован обогревающий кабель, трубопровод следует утеплить!

Существует масса материалов, подходящих для устройства утепления водопровода. Главная их особенность — это минимальная теплопроводность и низкие показатели влагопоглощения. Очень хорошие показатели имеет так называемая «скорлупа» из пенопласта или пенополистирола, которая изготавливается из двух частей с шиповым замком. Из листового пенопласта иногда изготавливают закрывающие водовод короба различной формы. Трубу в траншее можно залить пеноизолом, изготовив таким образом герметичную конструкцию. Следует отметить, что применяются для этих целей также теплоизоляционные материалы, выполненные на основе вспененного каучука, базальтовой ваты.

Благодаря невысокой стоимости и отличным эксплуатационным характеристикам наибольшее распространение получила теплоизоляция водопровода из вспененного полиэтилена. Он очень практичен и достаточно долговечен, что обеспечивается эластичностью и закрытой ячеистой структурой этого материала. Со вспененным полиэтиленом очень легко и удобно работать, для его монтажа требуется лишь нож и скотч. Выпускается вспененный полиэтилен различного диаметра двухметровым чулком со специальным швом-заготовкой.

Фильтрация воды

Очень часто вода из скважины по ряду причин без проведения фильтрации является непригодной для питья. Особенно это касается новых и неглубоких скважин — до 40 метров. Бактериальное загрязнение; избыток железа, марганца, сероводорода, фтора, бора; нитраты и нитриты; соли жёсткости; механические примеси (песок, мел, ржавчина, волокна подмоток…) — вот от чего приходится ждать беды.

Чтобы получить работоспособную фильтрационную систему необходимо учесть такие факторы как производительность системы водоснабжения, окисляемость, уровень pH, и все остальные параметры воды. Поэтому следует сделать анализ воды в специализированной лаборатории, и уже на основании полученных результатов подбирать фильтровальное оборудование.

Для очистки от механических примесей применяют промывные сетчатые фильтры с размером ячейки от 20 до 500 мкм. Такую же функцию выполняют картриджные фильтры, представляющие собой корпус из пластика или стали и расположенного внутри рабочего элемента, периодически требующего замены. Отличные показатели имеют высокоскоростные напорные фильтры — колонны, наполненные фильтрующим материалом.

От железа воду очищают с помощью реагентных, имеющих сорбенты с определённым сроком службы (перманганат калия, хлор, озон…), или безреагентных фильтров с новыми неагрессивными наполнителями. В безреагентном фильтре железо удаляется, например, кислородным окислением.

Удаление избыточного кальция и магния производится применением в фильтровальных установках ионообменной смолы, которая способна абсорбировать соли жёсткости на поверхности своих гранул. Считается, что фильтры на основе ионообменной смолы, выполненные по новейшим технологиям, являются универсальными и способны выполнить весь комплекс водоочистки.

Угольными фильтрами очищают воду от органических кислот, придающих ей неприятный вкус, цвет и запах.

Для обеззараживания воды чаще всего в последнее время используют фильтры на основе ультрафиолетовой лампы, излучение которой убивает споровые и вегетативные формы бактерий. Они не привносят в воду никаких элементов по типу хлора, не изменяют её свойств и не вызывают коррозии трубопровода, как, например, озон.

Фильтрующее оборудование устанавливается в отапливаемом помещении после реле давления и гидроаккумулятора. Фильтровальный блок начинается с установки фильтра грубой очистки, далее идут обезжелезиватели и умягчители, в конце находится ультрафиолетовая лампа. В системе далее может быть смонтирована установка обратного осмоса. До и после фильтров нужно ставить разборные краны-американки для удобного снятия и профилактики оборудования. К блоку фильтров часто необходимо подводить дренажный канализационный вывод для проведения мероприятий по промывке и регенерации.

Гидроаккумулятор

Практически все современные системы автономного водоснабжения без применения накопительного бака оборудуются гидроакуумуляторами. Это сварной металлический сосуд, окрашенный порошковым составом, внутри которого располагается сменная каучуковая мембрана. Снаружи у него имеется ниппель для подкачки воздуха и фланец с резьбовым раструбом для подсоединения к водопроводу.

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины Гидроаккумулятор в горизонтальном исполнении

Основной задачей гидроаккумулятора является уменьшение количества циклов включения/выключения насоса, препятствие возникновению гидроудара, создание некоторого запаса воды.

Автомобильным насосом в нерабочую камеру сосуда накачивается определённое давление воздуха, примерно 1-2 атмосферы (в зависимости от заданных интервалов срабатывания автоматики). Вода, поступая в гидроаккумулятор, расширяет мембрану, которая заполняет почти всё внутреннее пространство. Когда скважинный насос обеспечит заданное давление в системе, он отключится. Открывая любой кран, вы получаете воду из гидроаккумулятора (мембрана сжимается под действием сжатого воздуха), пока давление не упадет до отметки, заданной для включения насосного оборудования. Таким образом, насос никак не реагирует на частые малые заборы воды, потому здорово увеличивается его ресурс.

Объём гидроаккумулятора подбирается в соответствие с характеристиками насоса и системы в целом. Возможны варианты от 24 до 500 литров. Крупные сосуды можно использовать как аварийный запас воды при временном отсутствие электроснабжения, потому как вода из гидроаккумулятора поступает в трубы под действием внутреннего давления.

Контроллеры

Сейчас доступна масса приборов, контролирующих множество параметров работы скважинного насоса.

Что касается устройства включения/отключения, то наиболее простым и надёжным считается механическое реле давления PM/5. Оно согласно установленным показателям давления (чаще всего от 1.2 — включение до 3.2 бар — выключение) замыкает или размыкает контактную группу, отвечающую за электропитание напорного оборудования. Иногда требуется изменение заводских настроек реле при компоновке системы из отдельно подобранных элементов. Это легко сделать, вращая прижимные гайки и сверяя пороги включения и отключения с показаниями манометра.

Даже если вы очень внимательно подошли к выбору производительности насоса по отношению к дебету скважины, обязательно нужно установить защиту против «сухого хода». Если уровень воды упадёт ниже заборного отверстия насоса, а он будет продолжать работать, возможен его перегрев и выход из строя.

Например, датчик-реле LP/3 реагирует на критическое падение давления (признак отсутствия воды) в системе и выключает насос. Чтобы запустить водоподъёмное оборудование необходимо принудительно замкнуть контакты, нажав специальную кнопку. Так же заполняется система при первом включении насоса.

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины Чёрный прибор — это реле давления, синий — датчик сухого хода

Датчики «сухого хода» на проток имеют герконовое реле, запускающее насос, и реагируют на движение воды по трубам, о точнее его отсутствие.

Контроллеры «сухого хода» устанавливаются в электроцепи питания насоса последовательно с реле давления.

Элементы автоматики (манометр, датчик давления, реле «сухого хода», гидроаккумулятор, входящий и исходящий трубопровод) собираются при помощи штуцера с пятью выводами разного диаметра (дюйм и ¼ дюйма).

В продаже имеются комбинированные блоки управления насосами, они включают в себя и датчик протока, и реле давления, и манометр. Такие устройства компактны и удобны, часто их используют в системах без гидроаккумулятора.

Всю автоматику рекомендуют располагать в сухих отапливаемых помещениях, кессон для этого не подойдёт, каким бы вместительным он не был.

Автоматизированное водоснабжение частного дома из скважины Маленькое подсобное помещение для хозяйственных нужд

Электропитание насоса

Согласно мощности насоса подбирается правильное сечение питающего проводника. Как правило, достаточно трёхжильного (нейтраль, линия, земля) медного кабеля сечением 2.5мм2. Электроснабжение рационально брать прямо от щита через отдельный автомат защиты (от 10 ампер).

Провода заходят на приборы контроля и через контакты реле уходят к скважине по воздуху или в земле. Так как большинство насосов имеют интегрированный защищённый кабель, заканчивающийся штепсельной вилкой, в районе кессона устанавливается уличная розетка.

В случае отсутствия электроэнергии, естественным образом исчезает и вода в доме. Выходом из положения будет использование бензинового или дизельного генератора для экстренных ситуаций.

Иногда для корректной работы автоматики и даже насосов может потребоваться применение стабилизаторов/нормализаторов напряжения, особенно это касается импортного оборудования, требующего довольно стабильных и точных характеристик поступающей электроэнергии.

Турищев Антон, рмнт.ру

06.06.12

Яндекс Дзен Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен

Обсудить  /  18

Материалы из сети:

Закрыть

Строительный каталог