Система водоснабжения играет решающую роль при обеспечении комфорта для жильцов. В отличие от схемы водоснабжения с применением скважины и погружного насоса, установить оборудование и выкопать колодец можно и своими руками. Водоснабжение из колодца может работать даже при отключении подачи электричества, в крайнем случае, вы не останетесь без воды, используя обычные ведра.
Когда они строили насосы для подъема воды, приборы работали отлично, но только для поднятия воды до десяти метров. Любая попытка поднять воду дальше не имела никакого эффекта: вода поднималась, когда воздух выводился из трубки на ее поверхности, пока она не достигла десяти метров. И затем он остановился.
Не было ничего, что можно было бы сделать, чтобы это продолжалось. И эта высота в десять метров для колонны воды не зависела ни от чего: ни от мощности, ни от качества насоса, ни от толщины трубы, ни от чего-либо еще. Почему? Почему Природа не ненавидела пустоту, которая оставалась над водой? Или не было такой пустоты?
Многие владельцы загородных домов и дач скептически относятся к использованию колодцев в качестве основного источника подачи воды. Организация водоснабжения имеет как плюсы, так и минусы. Правильно выбрать оборудование, включая насос, гидроаккумулятор и автоматику управления насосом можно без помощи специалистов.
Выбор оборудования
От того, насколько правильно будет подобрано оборудование для организации корректной работы системы водоснабжения, зависит стоимость, принципиальные особенности монтажа комплектующих, производительности выбранной схемы. Для того чтобы правильно понять, какой насос потребуется для водоснабжения дома, стоит исходить из параметров колодца. Характеристики колодца влияют на выбор насоса. Важный момент – дебет. Это разница между поступлением и забором воды. То есть, высокий дебет означает, что у вас будет возможность использовать воду, однако благодаря превышению поступления над потреблением, в колодце будет всегда оставаться вода. Если вы решили , стоит сразу определить, какая получится производительность. Это определить достаточно просто – воспользуйтесь мощным насосом и откачивайте воду, засекая при этом время. Если уровень воды остается на месте – значит, ваш колодец имеет хорошую производительность. Для потребления обеспечения потребления воды среднестатистической семьи на загородном участке вполне достаточно производительности от 1 м.куб./час.
Согласно божественному Галилео Галилею, причина заключалась в следующем. Чем более совершенен вакуум, тем больше сила всасывания, создаваемая ужасным вакуумом. Два итальянца Гаспаро Бетти и Рафаэль Магиотти решили провести эксперимент, чтобы измерить эту максимальную силу всасывания, выполняемую вакуумом.
Вы можете себе представить, что произошло: вода стекала по трубе, пока разница между поверхностью воды в банке и поверхностью воды внутри трубки не была около десяти метров. Гравировка эксперимента Магиотти и Берти во Флоренции. Но какое вещество занимало пространство на поверхности воды внутри трубки? Верхний конец был закрыт, так что воздух не мог войти, и не было видно воздушных пузырей, поднимающихся по трубе, так что ничто не входило ни в нижний конец. Выводы Берти и Магиотти были ясны: на верхней части трубки ничего не было.
Какой насос выбрать если дебет низкий
Есть несколько вариантов:
- Использовать низкопроизводительные насосы с подачей до 0,5-1 м.куб./час.
- Использовать в схеме водоснабжения дома автоматику со встроенной защитой от работы режиме «сухого хода». Это означает, что если вдруг насос выхватит всю воду с колодца, автоматика мгновенно среагирует и прекратит питание насоса. Установить автоматику своими руками достаточно просто, единственное, что стоит предусмотреть, некоторые из них потребуют принудительного запуска. Если не хотите часто спускаться в подвал или проверять работу насоса, можете выбрать автоматику со встроенным алгоритмом самоконтроля или дистанционным запуском. Однако такие модели будут иметь высокую стоимость, что повысит расходы на систему водоснабжения дома.
Стоит отметить, что такой показатель как дебет может зависеть от множества факторов. И то, что у вас на текущий момент колодец способен обеспечить производительность насоса на уровне 9м.куб/час, еще не говорит о том, что спустя какое-то время, дебет не понизится.
Это была пустота, поддерживающая воду внизу. Это, конечно, противоречиво, поскольку, как мы говорили, многие люди думали, что пустота не может существовать. Сторонники аристотелевской физики утверждали, что верхняя часть не была действительно пустой, но заполнена водяным паром, даже если она имела небольшую плотность.
Однако другой итальянец не соглашался с Галилеем, Магиотти и Берти: собственным учеником Галилея, Евангелиста Торричелли. Дело не в том, что вакуум вытащил воду из трубки, но воздух подтолкнул ее снизу. Это было безумием еще больше для аристотелевцев, но если воздух не весит! Чтобы экспериментировать более просто, чем Берти и Магиотти, Торричелли выполнил очень похожий эксперимент с жидкостью, намного более тяжелой, чем вода: ртуть. Поскольку ртуть в тринадцать раз плотнее воды, одна колонна ртути, взвешивающая то же, что и другая вода, в тринадцать раз меньше.
Высота водяного столба
Одной из характеристик, которая также требует внимания, для того, чтобы правильно выбрать насос для дома, является высота водяного столба. Этот показатель определяет, до какой максимальной высоты устройство способно подать воду для обеспечения собственной производительности. Многие домашние мастера, которые впервые реализуют схему водоснабжения дома своими руками, не правильно подбирают этот параметр. Дело в том, что на разной высоте от зеркала воды насос будет иметь различную производительность в конечной точке.
Как и его предшественники, Торричелли заполнял трубку жидкостью, в этом случае вводил нижний конец в банку, наполненную этой жидкостью, а затем освобождал нижний конец. Меркурия спускалась через трубку, оставляя отверстие в верхней части, и итальянец наблюдал, что он ожидал: колонна ртути, измеренная в тринадцать раз меньше на свободной поверхности жидкости, чем она измеряет воду в предыдущем эксперименте, Если вам интересно, колонка, измеренная Торричелли, была около 76 см в высоту, что намного более управляемо, чем десять метров трубы.
Объяснение Торричелли, которое, конечно, было хорошо, хотя он еще не мог это доказать, было следующим: ртуть в трубке страдает нисходящей силой, ее собственным весом и другой вверх, что является весом воздуха толкает поверхность ртути в банку, как показано на рисунке. Таким образом, столбец ртути действует как своего рода баланс: когда вес колонны такой же, как у воздуха снаружи, все сбалансировано. Если мы удалим еще несколько ртути - как в начале эксперимента, когда содержится более 76 см ртути, ртуть в трубе весит больше, чем воздух снаружи, так что она опускается до тех пор, пока ее вес не будет равен весу воздуха, и то он останавливается.
Для того чтобы правильно выбрать устройство, вам понадобится детально продумать протяженность системы водоснабжения дома . Высота должна составлять суммарное значение всех точек сопротивления, преодоления гравитации и сопротивления стенок трубопровода. То есть, необходимо суммировать вертикальные участки, которые состоят из высоты от зеркала воды, до перехода в горизонт, и прочие вертикальные участки, например, подача воды на второй этаж в санузел.
А во-вторых, как решится Торричелли противоречить его покойному господину, великому Галилею Галилею? И проблема была, конечно же, действительной была объяснением, как и другая - воздух, который толкался снизу или вакуум, который тянул сверху. Кто может отменить беспорядок? Для настоящего героя этого блока статей, разумеется: Блейз Паскаль, столь же остроумный, как и шоу и публичный эксперимент. У Паскаля была необычная физическая интуиция, и как только он услышал о эксперименте Торричелли, он взял его сторону: объяснение Торричелли казалось ему более вероятным, чем объяснение пустоты.
Возьмем для примера систему водоснабжения дома, где от дома до колодца 20 м, до зеркала воды – 6 м, горизонтальная разводка порядка 80 м, высота до крайней точки – 4 м (второй этаж, санузел). Следовательно, вертикальный участок будет составлять 4+6=10 м.
Как правильно выбрать насос
Если с вертикальным участком все понятно, то горизонтальный участок стоит рассчитывать отдельно. Для получения грубой величины, стоит суммировать все горизонтальные участки к самой дальней точке водоразбора. В нашем случае 20+80=100 метров и поделить полученную цифру на 10.
И Паскаль, по моему скромному мнению, конечно, был более изобретательным экспериментатором, чем Торричелли. За короткое время он разработал два эксперимента, чтобы бросить вызов аристотелевым. Во-первых, чтобы разобрать идею о том, что верхняя часть трубки Торричелли не была пуста, но была наполнена паром, как говорили аристотелисты, Паскаль сделал что-то достойное лучшего эмпириста: он бросил вызов другим, чтобы предсказать, что произойдет с экспериментом разные. Если вы наполнили длинную трубку и сосуд вином вместо воды, вы бы измерили колонну больше или меньше, чем раньше?
Итог всех подсчетов: 10 метров вертикальный участок + 10 – полученное значение по горизонтали = 20 метров. Именно такой показатель высоты водяного столба должен удовлетворять все требования, если вы решили сделать систему водоснабжения своими руками. Стоит добавить два момента:
Плотность вина очень похожа на плотность воды, так что это слишком сильно изменило бы результат. Согласно физике Аристотеля, вино - это напиток более энергичный, чем вода: он выделяет большое количество паров. Поэтому аристотелисты поспешили предсказать, что, поскольку в верхней части трубы будет намного больше пара, колонна вина должна быть намного ниже, чем у воды. Было полтысячи человек, что-то необычное на время.
И столп вина был десять метров. Не довольствуясь этим, Паскаль поощрял действительно просветительный эксперимент, который сделал доктрину Торричелли победителем и, наконец, заставил нас понять поведение атмосферного давления. Паскаль попросил Перье взять уклонение от Торричелли и выполнить тот же эксперимент у основания горы, наверху и в промежуточных точках.
- Проверить правильность подсчетов не помешает по специальным гидродинамическим картам, которыми комплектуется насос. На этих графиках показывается расчетная производительность насоса в зависимости от высоты точки потребления. Просто сопоставьте высоту и показатель производительности, и вы должны получить цифру не меньше 1 м.куб./час, если нет дополнительных условий.
- Выбор насоса – ответственное дело. Схема потребления может измениться, добавятся точки водоразбора или полива. Для того чтобы не менять часто дорогостоящее насосное оборудование, покупайте технику на 10-20% с большей мощностью.
Диаметр трубопровода
Использование правильного диаметра позволит обеспечить пропускную способность трубопровода.
И снова гениальность Паскаля заключалась в разработке эксперимента, результат которого, без сомнения, демонтировал ту или иную гипотезу. Если бы аристотелисты были правы, то ртутная колонна всегда была бы одинаковой. Если бы Галилей был прав, колонна ртути также всегда будет измерять то же самое, поскольку вакуум был таким же у основания, сверху или в другом месте и, следовательно, его «сила всасывания». Однако, если бы Торричелли и Паскаль были правы, колонна была бы меньше измерена по мере роста горного склона, поскольку на нем будет меньше и меньше воздуха, так что вес атмосферы на поверхности, свободной от ртути, будет сокращается.
Если вы сделаете систему водоснабжения дома своими руками, используя зауженный диаметр, к сожалению, вы не сможете получить большой объем воды в конечной точке.
Конечно, всему есть мера и предел. Для обычной жилой застройки оптимальным вариантом считается 32 мм при наличии большого потребления или площади полива на участке. Такой диаметр позволит получать до 9 м.куб./час. Если вам кажется, что этого много – выберите 25 мм. Это позволит получать до 5 м.куб./час. Такая величина гарантирует отсутствие проблем с давлением в системе, и даже если в схеме будет утечка в виде забора воды стиральной машиной, при поливе или мытье посуды, вы не ощутите недостаток воды.
К удивлению почти всех - не вам, надеюсь, - колонна ртути не только опустилась, как Периер поднялся на гору, но сделал это пропорционально восхождению. Паскаль дал прикосновение благодати аристотелевской концепции пустоты. Разве блаженство Блейза не заслуживает того, чтобы Паскальс был назван в его честь, не умаляя Торричелли?
То, что итальянец построил для своих экспериментов, был одним из первых барометров, то есть инструментов для измерения давления атмосферы. Используя один на разных высотах, как это сделал зять Паскаля, можно проверить изменение давления с высотой над уровнем моря. Однако, чтобы лучше усвоить ситуацию, вместо того, чтобы думать о подъеме на склоне горы, удобнее использовать другое изображение.
Материал для прокладки трубопровода
Если вас интересует надежность и долговечность – воспользуйтесь медью. Ее трудно сварить своими руками, придется воспользоваться услугами специалиста. Медь имеет высокую стоимость, и не всегда может использоваться, с учетом ограниченных финансовых возможностей владельцев загородного дома или дачи. Если же вас интересует система трубопровода, которую можно быстро собрать и обслуживать своими руками – остановите свой выбор на ППР или металлопластике.
Вы, дорогой читатель, являетесь абиссальной рыбой атмосферы. Вы сейчас на дне океана огромной глубины, на много миль ниже поверхности - гораздо глубже, чем самая глубокая океанская траншея. Чтобы добраться до поверхности, вам придется «плавать» на расстояние, намного большее, чем любая абиссальная рыба в океане воды.
Различия между двумя океанами принципиально три. С одной стороны, конечно, воздух гораздо менее плотный, чем вода. С другой стороны, вода имеет практически постоянную плотность, когда вы погружаетесь в океан, но воздух не делает: потому что это газ, его плотность сильно зависит от давления. Воздух около земли, где мы находимся, сжимается весом всего воздуха над ним, так что его плотность является самой высокой из всей атмосферы, будучи «сжатой» воздухом верхних слоев.
Металлопластиковый фитинг считается менее надежным, более дорогим, однако, для реализации схемы водоснабжения вас не понадобится ничего кроме специальных ножниц и пары разводных ключей. ППР система применяется чаще, она представляет собой пластиковые трубы и фитинги, которые свариваются под действием высокой температуры. Чтобы понять, какой диаметр использовать при разводке внутри дома, нарисуйте принципиальную схему организации подачи воды к потребителю. Если, например, вам необходимо подавать воду на второй этаж дома, нет смысла это делать 32 мм трубой. Достаточно воспользоваться большой трубой до начала разветвления, и перейти на 25 мм, а перед самым потребителем даже на 20 мм.
Хотя Перье, шурин Паскаля, измерял уменьшение давления, пропорциональное метрам подъема, это происходит только тогда, когда плотность воздуха однородна. Если вы повышаете достаточно, более низкое давление означает более низкую плотность воздуха над головой, так что давление уменьшается в свою очередь медленнее. Это означает, что так же, как плотность воздуха максимальна вблизи земли под давлением верхних слоев, то же самое происходит и при ее спуске: она острее у земли, но смягчается по мере подъема.
Изменение давления с высотой. Если вы это понимаете, вы также поймете третье отличие от океана: вода имеет четко определенную поверхность, разделение воды и воздуха. Однако, поскольку плотность уменьшается медленнее, чем меньше она, то нет определенной поверхности, но воздух становится затухающим и становится тоньше, но никогда не достигается четкий предел, когда кончается атмосфера. Конечно, мимо определенного момента вокруг вас так мало воздуха, что вы можете сказать, что покинули атмосферу, но сказать нелегко.
В скважину или колодец удобно опускать ПНД или ПЭ трубы. Они долговечные, производятся неразрывными бухтами до 200 м. Это значит, что монтируя своими руками точку потребления с колодца, вы избавитесь от ненужных соединителей и потенциально опасных мест для утечки.
Особенности использования и монтажа
Что необходимо знать, перед использованием воды с колодца:
Если вы хотите больше узнать о переходе пространства-атмосферы, вы можете сделать это с внутренней стороны. Эксперимент Берти и Магиотти, а не самого Торричелли, дает вам представление о том, какое давление оказывает весь этот воздух: тот же, что и толща воды толщиной около десяти метров. Другими словами, существует та же разница в давлении между верхней частью атмосферы и вашей головой, как вы чувствовали бы, если бы вы погрузились на 10 метров ниже поверхности озера. Если вы когда-либо достигли дна трех - или четырехметрового пула, вы будете знать, что это не вздор - это значительное давление.
- Не стоит рассчитывать на то, что вода с колодца окажется пригодной для питья. Это случается редко, и, как правило, в процессе эксплуатации колодец быстро загрязняется биологическими и химическими включениями. Вода пригодится только для гигиенических и технических нужд. Если вы хотите пользоваться этой водой для питья – установите соответствующую систему фильтрации.
- Колодец не всегда может обеспечить потребление воды. Может быть низкий дебет, сезонное падение зеркала воды, сильно большая требуемая глубина, что может исключать применение колодца.
- Для обустройства удобного места для насоса – соорудите люк или пристройку, в непосредственной близости к колодцу. Это даст возможность использовать менее дорогие, но более удобные поверхностные или вихревые насосы. С одной лишь поправкой, они способны осуществлять всасывание воды с глубины не более 8 м.
Необходимое оборудование
Вам понадобятся:
Чтобы представить это в перспективе иначе, сила на поверхности всего вашего тела эквивалентна массе однотонного автомобиля. Аристотелевы сказали, что воздух не весит! Паскали, атмосферы, стержни, мм рт. И миллибары. К сожалению, на протяжении многих лет альтернативные единицы давления распространялись, отличные от паскалей, и по историческим причинам мы по-прежнему пользуемся имиджем даже сегодня. Да, глядя на вас неодобрительно. Так как первыми барометрами были ртути, а-ля Торричелли, иногда давление просто измеряется как высота столба ртути в миллиметрах: мм рт.
- Правильно подобранный насос. Это может быть поверхностный насос, насосная станция, или, при более высокой глубине – погружные, они же глубинные. Насос или заборная труба должны располагаться на глубине минимум на 0,5м от дна. Это даст возможность не повредить крыльчатки галькой, осколками бетонных колец или абразивным воздействием песка.
- Гидроаккумулятор – это металлическая емкость, которая будет находиться все время под давлением. Она позволит за счет мембраны создавать равномерный поток воды при потреблении, даже когда насос будет выключен. Чем больше эта емкость, тем реже будет включаться насос, тем больше, соответственно, будет его срок эксплуатации. Для обычного дома стоит воспользоваться емкость от 50 до 150 литров. Они бывают вертикальными или горизонтальными. Такая емкость не понадобится, если вы будете пользоваться насосной станцией. В ее схеме уже предусмотрен резервуар.
- Автоматика контроля насоса – механическое или электрическое устройство, позволяющее отключать насос от электропитания при достижении определенного показателя давления. Некоторые автоматики регулируются, некоторые нет. Лучше пользоваться регулируемыми, поскольку для полива, подачи воды на большое расстояние, важно поддерживать высокое давление. В автоматику входит силовой провод, а с нее лучше сделать выход на розетку. Какой в этом смысл? Таким образом, будет проще обслуживать насос и гидроаккумулятор, просто отсоединив их от базовой установки.
В целом, система водоснабжения дома при использовании колодца может быть смонтирована своими руками, без привлечения специалистов. Такая автономия позволит полностью отказаться от централизованной подачи воды, гарантирует удобство и комфорт для жильцов.
Современное жилище трудно представить без водопровода. Причем, время идет, прогресс не стоит на месте, и водопроводные системы совершенствуются. Появляются новейшие системы сантехнического оборудования, которые позволяют не только получать воду "с пузырьками", что очень приятно, но и значительно экономят воду. А экономия воды в современном коттедже - вещь ох как непоследняя. Экономя воду, мы экономим свои деньги на ремонте насосного оборудования, на электричестве, на очистке септика и, что совсем немаловажно, экономя воду, мы бережем нашу планету, а несоблюдение экологических норм является по самым современным морально-этическим и религиозным нормам смертным грехом.
Для того, чтобы водопровод в нашем доме полностью отвечал всем современным требованиям, нам необходимо добиться от него следующих характеристик. Вода должна литься ровно, то есть не должно быть сильных перепадов давления. Она не должна шуметь в трубах, не должна содержать воздуха и посторонних включений, способных сломать наши современные керамические вентили и другие приборы. Вода должна находиться в трубах под определенным давлением. Минимум этого давления составляет 1,5 атмосферы. Это минимум, который позволяет работать современным стиральным и посудомоечным машинам. Однако, поскольку это уже вторая версия статьи, можно сказать, что указанный минимум является условным. По крайней мере, у большого количества читателей, которые готовы поступиться своим комфортом, стиральные машины работают и при меньшем давлении, о чем мне поступило довольно большое количество укоризненных писем. Вопрос с посудомоечными машинами остается открытым, поскольку на моей памяти никто из читателей, имеющих малонапорные водопроводы посудомойками не пользовался.
Не стоит забывать про вторую основную техническую характеристику водопровода (первая - давление). Это расход воды. Нам нужно быть уверенными, что мы можем принимать душ, пока на кухне производится мытье посуды, а если в доме 2 санузла, то не должно получаться так, что пользоваться можно только одним, а на второй не хватает воды. К счастью, современные насосные станции позволяют спроектировать водопровод с учетом обеих важнейших характеристик, то есть давления и расхода воды.
С древних времен для создания водопровода использовались водонапорные башни. Мне они всегда нравились. Выглядят они красиво и мощно. Их издалека видно. Полагаю, они должны нравится всем, особенно дамам, поскольку являются фаллическими символами, а фаллос - олицетворение светлого начала, силы и мужественности. Но что-то я отвлекся... Смысл и предназначение водонапорной башни вовсе не в том, чтобы возбуждать в людях все самые лучшие чувства, хотя это тоже важно, а в том, чтобы создать в водопроводе достаточное давление. Давление измеряется в атмосферах. Если мы поднимем воду на высоту 10 метров и позволим ей течь вниз, то на уровне земли вес водяного столба как раз и создаст давление, равное одной атмосфере. Пятиэтажный дом имеет высоту от земли 15-16 метров. Таким образом, водонапорная башня высотой в пятиэтажный дом создаст на уровне земли давление величиной 1,5 атмосферы. Если подсоединить башню к пятиэтажному дому, то можно сказать, что жители первого этажа будут иметь то самое оговоренное давление 1,5 атмосферы. Жители второго этажа будут иметь давление меньшее. Если высота водяного столба составляет 15 метров, уровень вентиля на втором этаже составляет, скажем, 3,5 метра от земли, то давление в нем будет 15-3,5 = 11,5 метров водяного столба, или 1,15 атмосферы. Жители пятого этажа давления в водопроводе иметь не будут вообще! Их можно с этим поздравить. Пусть ходят мыться к друзьям на первых и вторых этажах.
Очевидно, для получения давления в 4 атмосферы нужно построить водонапорную башню высотой 40 метров, что приблизительно равно высоте дома в 13 этажей, и при этом абсолютно не важно, какая емкость находится на вершине нашей супер высокой башни. Туда можно затащить хоть железнодорожную цистерну на 60 тонн, а давление так и останется ровно 4 атмосферы. Не стоит говорить о том, что задача постройки водонапорной башни высотой 40 метров очень трудная и затратная. Строить такую башню абсолютно невыгодно и поэтому их не строят. Ну и слава Богу, хотя фаллос высотой с 13-ти этажный дом... это впечатляет.
Рассказ о водонапорных башнях банален, а потому бесполезен. Информация очевидная и всем известная. Надеюсь, что он хотя бы читателей позабавил. Понятно, что современный водопроводный насос значительно выгоднее и надежнее водонапорной башни. Но о насосах поговорим в следующих статьях цикла.
Давление воды
В технических характеристиках давление может указываться не только в атмосферах, но и в метрах. Как следует из написанного выше, эти термины (атмосферы и метры) легко переводятся друг в друга и их можно считать одинаковыми. Заметьте, имеются ввиду метры водяного столба.
На различном оборудовании можно встретить и другие обозначения давления. Вот небольшой обзор единиц, которые могут встретиться на шильдиках.
| Обозначение | Название | Примечание |
|---|---|---|
| ат | Техническая атмосфера | 1 ат равен
Отметим, что кгс/см 2 и техническая атмосфера - одно и то же. Причем в предыдущем изложении имелась ввиду именно техническая атмосфера, ибо именно она равна 10 метрам водяного столба |
| атм | Физическая атмосфера | 1 атм равен
Очевидно, одна физическая атмосфера представляет собой давление чуть большее, чем одна техническая атмосфера |
| бар (bar) | Бар | 1 бар равен
Бар является внесистемной единицей давления. Я бы сказал, что она прикольная. Обратите внимание - 1 бар является примерно средним значением между технической и физической атмосферой. Поэтому 1 бар может заменить в случае необходимости и ту и другую атмосферу. |
| МПа | Мегапаскаль | 1 МПа
Часто манометры градуируют в МПа. Нужно иметь ввиду, что эти единицы характерны не для водопровода в частном доме, а, скорее, для производственных нужд. Для нашего с вами водопровода подойдет манометр с пределом измерения 0.8 Мпа |
Если абстрактный погружной насос поднимает воду на 30 метров, то это значит, что он развивает давление воды на выходе, но не на поверхности земли, ровно 3 атмосферы. Если в наличии скважина глубиной 10 метров, то при использовании означенного насоса давление воды на поверхности земли будет 2 атмосферы (технические), или еще 20 метров подъема.
Расход воды
Разберемся теперь с расходом воды. Он измеряется в литрах в час. Для того, чтобы из этой характеристики получить литры в минуту, нужно разделить число на 60. Пример. 6 000 литров в час составляет 100 литров в минуту или в 60 раз меньше. Расход воды должен зависеть от давления. Чем выше давление, тем больше скорость воды в трубах и тем больше воды проходит в отрезке трубы за единицу времени. То есть больше выливается с другой стороны. Однако тут не все так просто. Скорость зависит от сечения трубы и чем выше скорость и чем меньше сечение, тем большее сопротивление оказывает вода, двигаясь в трубах. Скорость, таким образом, не может возрастать бесконечно. Предположим, что мы сделали в нашей трубе крохотную дырочку. Мы в праве ожидать, что через эту крохотную дырочку вода будет вытекать с первой космической скоростью, но этого не происходит. Скорость воды, конечно вырастает, но не так сильно, как мы рассчитывали. Сказывается сопротивление воды. Таким образом, характеристики развиваемого насосом давления и расхода воды наитеснейшим образом связаны с конструкцией насоса, мощностью двигателя насоса, сечением впускного и выпускного патрубков, материала, из которого сделаны все части насоса и трубы и так далее. Это все я говорю к тому, что характеристики насоса, написанные на его шильдике, в общем случае являются приблизительными. Больше они вряд ли будут, а вот уменьшить их очень просто. Связь между давлением и расходом воды не пропорциональная. Сказывается обилие факторов, которые на эти характеристики действуют. В случае нашего погружного насоса чем глубже он погружен в скважину, тем меньше расход воды на поверхности. График, который связывает эти величины, обычно приводится в инструкции к насосу.
Устройство бытовой насосной станции
Для устройства водопровода в частном доме можно создать дома подобие маленькой водонапорной башни, а именно, расположить некий бак на чердаке. Посчитайте сами, какое вы получите при этом давление. Для обычного дома это будет чуть больше половины атмосферы, да и то в лучшем случае. И это давление не увеличится, если будет использован бак большей вместимости.
Очевидно, получить нормальный водопровод таким образом невозможно. Можно не мучиться и использовать так называемую насосную станцию, которая состоит из водяного насоса, реле давления и мембранного бака. Насосная станция отличается тем, что включает и выключает насос автоматически. Как разобраться, что пора включать воду? Ну, например, использовать реле давления, которое включает насос при падении давления ниже некоторой величины, а выключает при увеличении давления до другой, но вполне определенной величины. Однако насос включается резко, в следствие чего происходит так называемый гидравлический удар, который может здорово повредить нам всю систему водопровода, включая сантехнику, трубы и сам насос. Для того, чтобы удара не было и был придуман мембранный бак, или аквааккумулятор.
Вот что он собой представляет.
Цифрами я обозначил следующее
- Корпус бака. Чаще всего бывает синим (холодная вода), но бывает и красным, необязательно для горячей воды.
- Внутренний бак, сделанный из пищевой резины
- Ниппель. Точно как в автомобильной шине
- Фитинг для подсоединения к водопроводу. зависит от емкости бака.
- Воздушное пространство. Воздух под давлением
- Вода, которая находится внутри резинового бака
- Выход воды к потребителям
- Вход воды от насоса
Воздух находится между металлическими стенками бака и мембраной. При отсутствии воды, очевидно, мембрана смята и прижата к фланцу, в котором находится входной водяной патрубок. Вода поступает в бак под давлением. Мембрана при этом расправляется и занимает пространство внутри бака. Воздух, который и так под давлением оказывает сопротивление расширению бака с водой. В некоторый момент давление воды в мембране и воздуха между мембраной и баком уравновешивается и поступление воды в бак прекращается. Теоретически, давление воды в водопроводе при этом должно достигнуть необходимой величины и мотор насоса должен выключиться чуть-чуть раньше момента уравновешивания давлений воздуха и воды.
Для сглаживания гидравлических ударов нам нужен очень маленький бак и совсем ненужно, чтобы он наполнялся вообще. Однако на практике хозяева предпочитают использовать баки значительной емкости. Емкость бака может быть и 50, и 100 литров и так далее до полутонны. Дело в том, что в этом случае используется эффект накопления воды. Другими словами, насос работает дольше, чем надо нам, чтобы умыться. Но зато потом мотор и дольше отдыхает. Считается, что мотор портится не от времени работы, а от количества включений и выключений. Использование накопительного бака позволяет насосу включаться на значительно более длительные промежутки времени и не реагировать на кратковременные расходы воды.
Накопление воды очень полезно и не только для продления срока службы насоса. Был случай, когда я мылся в душе, и было выключено электричество. Воды в баке хватило мне чтобы смыть с себя мыло. То есть мне хватило воды, которая скопилась в баке.
Мембранный бак на 60 литров не может содержать в себе 60 литров воды. Не будем забывать про воздух, находящийся между мембраной и стенками бака. Меняя давление воздуха, тонко настраивая его, можно добиться того, что в баке будет находиться некоторое максимальное количество воды. Кроме того, ничего не мешает подключать баки параллельно друг другу в любом количестве.
Баки практически не нуждаются в обслуживании. Их нужно где-то раз в год подкачивать обычным автомобильным насосом.
Кроме реле давления, которое включает насос при падении давления до определенного значения и выключает при его росте (реакция на давление) есть еще так называемая автоматика давления. У нее другой принцип и она рассчитана на немного другой класс потребителей воды. Такая автоматика тоже включает насос при падении давления в системе до определенной величины, но выключение насоса происходит не по достижении давления, а по прекращении тока жидкости через автоматику, да еще и с задержкой. Другими словами, автоматика включит мотор как только вы откроете кран. Потом вы закроете кран. Насос еще некоторое время после этого поработает, ожидая, что вы передумаете и откроете кран снова, а потом, видимо поняв, что вы больше кран открывать не собираетесь, выключится. В чем разница между реле давления и автоматикой? Очевидно, включение насоса с автоматикой может быть более частым, чем с реле давления и накопительным баком. Это наиболее существенный момент. Дело в том, что если насос будет включаться, скажем, раз в 2 минуты, работать 30 секунд и отключаться, то лучше уж чтобы он работал постоянно, не выключаясь. Так и мотор целей будет, и, возможно электричества меньше потратится, ибо момент включения асинхронного двигателя по своему действию похож на короткое замыкание. Использование автоматики подходит в том случае, когда используется низкопроизводительный насос или насос используется для полива. И в том и в другом случае реле будет давать довольно частые включения-выключения, что плохо.
Никто не запрещает использовать автоматику давления в системе с мембранным баком. Кроме того, стоимость автоматики не на много больше стоимости хорошего реле давления.
О чем не пишут в книгах
Во-первых, в книгах не пишут о принципе работы автоматики давления. Так что перечитываем и получаем удовольствие.
Во-вторых, никто не пишет в книгах о качестве реле давления и расширительных баков. Дешевые расширительные баки используют мембраны из очень тонкой резины. Я с удивлением обнаружил, что в таких мембранных баках вода ударяет в мембрану, которая, как уже говорилось смята и прижата к тому месту, откуда в нее поступает вода, и при первом же включении отрывает у мембраны дно. Напрочь! Без возможности склейки. Что делать? Трудно сказать. Первой моей мыслью было пойти и купить бак замечательной и проверенной на личном опыте итальянской фирмы ZILMET. Но все равно страшно. Бак такой стоит в 3 раза дороже отечественного такого же объема. Риск может обернуться потерей больших денег. С другой стороны, можно поставить перед баком, но не на самом баке, а в отдалении, шаровой кран и открывать его при первом включении крайне осторожно, чтобы ограничить струю воды. А потом, по наполнению бака открыть и держать открытым. Смысл в том, что вода из мембраны не будет выливаться полностью и та вода, которая остается в мембране не дает акваудару эту мембрану порвать.
В-третьих, дешевые реле давления , как оказалось, "в большом долгу". При создании своего водопровода я не акцентировался на том факте, что у меня стоит итальянское реле давления. Оно проработало верой и правдой 10 лет и сгнило. Я заменил его на дешевый вариант. Буквально через две недели оно зависло и мотор работал всю ночь, а я и не слышал. Теперь вот ищу итальянские и немецкие образцы по нормальной цене. Нашел итальянское реле FSG-2. Посмотрим, как оно будет служить.
Прошло время (примерно год), и я дописываю результат. Реле оказалось хорошим, просто замечательным. Проработало год и давление включения стало уплывать в заоблачные дали. Стал регулировать - не помогает. Проблема - засор мембранного узла ржавчиной из труб. О том, как устроено реле давления и о том, написаны отдельные хорошие и полезные рассказы.
Вот и вся статья. Кстати, это второе издание и очень серьезно переработанное. Кроме того исправленное. Кто дочитал до конца - тому искренний респект и уважуха.