Любое загородное жилище нуждается в системе водоснабжения, а она, в свою очередь, почти никогда не обходится без насоса. Вот почему при отсутствии корпоративного водопровода домовладельцу придется приобретать погружной или поверхностный насос. Но даже при наличии централизованного водоснабжения используют циркуляционный насос в системе ГВС, а для повышения давления воды перед стиральной и посудомоечной машинами — нагнетательный
Варианты водоснабжения частного дома
Напомним, что вариантов водоснабжения частного дома может быть четыре — центральное, централизованное, автономное или комбинированное. В первом случае оно осуществляется круглогодично от городской распределительной магистрали, и вода в ней является питьевой.
Во втором — источником служит корпоративная артезианская скважина с водонапорной башней и разводкой труб по участкам. Ее сооружение и покупка оборудования обойдутся недешево, причем, в соответствии с российским законодательством, потребуется еще согласование проекта в архитектурно-строительном управлении, курирующем данный земельный участок, и обязательно — разрешение на бурение скважины. При оформлении договора с буровой компанией всегда следует уточнить, кому придется заниматься этой процедурой. Как правило, фирмы-старожилы берут ее на себя.
Качество, дебет и уровень воды в артезианской скважине постоянны. Основными проблемами данного варианта водоснабжения корпоративной сети могут стать недостаточный напор в магистрали, нехватка воды в часы пик, частые перебои с подачей и периодическое появление «ржавой» воды. Зато чаще всего вода бывает питьевой, а кроме того, успевает прогреться при поверхностной прокладке труб, поэтому ее можно сразу применять для полива. Но с наступлением холодов такой сезонный водопровод отключают во избежание замерзания в нем воды.
При третьем варианте водоснабжения — автономном — используют один из двух источников, который придется соорудить на своем участке, — колодец или скважину. Вода из них может быть питьевой или потребуется ее очистка, но в любом случае она будет холодной и для полива подойдет только после предварительного подогрева. Наиболее дешевым источником считается колодец. При утеплении труб такая система сможет работать круглогодично, но вот уровень воды в колодце не всегда стабилен, в особенности с весны по осень. В засуху он может опуститься слишком низко, а весной талая вода подмешивается к колодезной, делая ее мутной и потому непригодной для питья без дополнительной очистки. Тем не менее обычный колодец в условиях средней полосы России при глубине от 7 до 15 м вполне способен обеспечить суточный дебет в 3–4 м³ воды, что достаточно для семьи из 4–5 человек.
Дороже обойдется песчаная скважина из ближнего к поверхности земли водного горизонта, которая может иметь глубину от 8 до 40 м (для Московской области). Но со временем такая скважина заиливается, поэтому срок ее службы ограничен, а вот уровень воды в ней меняется в течение года не так значительно, как в колодце.
Больше всего средств потребуется вложить в бурение артезианской скважины на своем участке. Качество, дебет и уровень воды будут соответствующими, но все расходы, связанные с ее пуском и оформлением, придется нести в одиночку.
Комбинированное водоснабжение позволяет своевременно переключаться с корпоративного источника на собственный (колодец, неглубокая скважина) и обратно, что может осуществляться вручную или автоматически
Погружной или поверхностный?
После создания собственного источника водоснабжения возникает следующая задача — выбор насоса. На этом оборудовании не стоит экономить — ведь оно, по сути, представляет собой сердце автономной системы. Наиболее распространены насосы двух типов — погружные и поверхностные.
Погружной находится в воде источника, а поверхностный — за его пределами. Для работы первого нужен постоянный уровень воды (не меньше метра, иначе он начнет всасывать со дна ил и песок, которые довольно быстро выведут агрегат из строя). Второй может качать воду с глубины от нескольких десятков сантиметров до 7–8 м. Уровень шума у погружного насоса не превышает 22 дБА, что сравнимо с шелестом листвы, а у поверхностного — 45 дБА и более. Это необходимо учитывать, устанавливая поверхностный насос в помещении.
При покупке насоса любого типа нужно обратить внимание на две его основные характеристики: напор, влияющий на высоту подъема воды (измеряется в метрах водного столба, реже в барах), и подачу — литров в минуту или кубометров в час. (Термин «подача», заменивший понятия «расход» или «производительность», введен ГОСТ 17398-72 в редакции 1991 г.) Второй показатель говорит об объеме воды, который насос сможет перекачивать в течение часа от источника ко всем точкам водоразбора, имеющимся в доме и на участке, для их одновременного функционирования. Так, подачи воды должно хватить не только на снабжение дома (кухня, душ, туалет, раковины, бытовые приборы), но также и на полив сада-огорода, работу бани, бассейна, фонтанов и т. д. Эту величину довольно просто подсчитать, и ее с успехом обеспечит как погружной, так и поверхностный насос при условии правильного выбора агрегата.
Если проживание в доме сезонное и источником питьевой воды является колодец, а для полива участка используется пруд, то возможный вариант — дренажный насос, который можно легко перенести, переставить шланг или переключить шланг водозабора с первого на второй источник. Однако у такого насоса при достаточной величине подачи слабый напор, так что его лучше применять для набора воды в емкость — например, из неглубокого колодца в бочку на участке. Для этих же целей подойдет и диафрагменный погружной насос (типа «Малыш» или «Ручеек»). Он дешев, малошумен, но не слишком долговечен и с небольшой подачей. Кроме того, он поднимает со дна песок.
При круглогодичном проживании в коттедже придется организовывать водопроводную систему. Определившись с типом источника, необходимо подобрать насосное оборудование с соответствующей подачей — погружной скважинный насос (при наличии скважины) либо погружной или поверхностный насос (для колодца).
Поверхностный насос
Поверхностные насосы делятся на три группы — с нормальной (1–7 м), увеличенной (7–9 м) и большой глубиной всасывания (9–45 м). Первые способны поднимать воду с указанной глубины без специальных устройств, вторые получили наибольшее распространение из-за увеличения глубины всасывания за счет встроенного в корпус струйного насоса (эжектора). Последняя группа агрегатов предусматривает принудительную циркуляцию воды через внешний эжектор, который опускают в источник. Применение таких насосов не всегда оправданно, поскольку значительная доля энергии идет именно на циркуляцию воды, и их КПД не превышает 30%.
Обычно поверхностный насос служит для подъема воды с глубины до 8 м, но на практике, с учетом горизонтальной части водопровода, эта величина уменьшается до 6–7 м. Глубина измеряется от зеркала воды до поверхности земли. Перед запуском агрегат нужно заполнить водой через специальное заливное отверстие с пробкой для создания непрерывного водного потока, внутри которого действует закон взаимосвязи скорости и давления (закон Бернулли). На входной ветви устанавливают обратный клапан, препятствующий сливу остатков воды назад в колодец, что исключает необходимость повторения этой процедуры при каждом последующем пуске.
При подборе поверхностного насоса следует учесть, что для его воздушного охлаждения должен быть обеспечен свободный доступ воздуха
Теперь о мощности. Обычно хватает порядка 0,6–0,8 кВт, но при удалении агрегата от источника, скажем, на 20 м придется увеличить диаметр трубы всасывающей магистрали, а мощность насоса — до 1 кВт и более.
Большинство производителей выпускают укомплектованные водоподъемные станции на базе самовсасывающих насосов. В комплект обычно входят сам насос, мембранный напорный бак (как правило, емкостью от 24 до 60 л), манометр, реле управления и, реже, устройства защиты, например, от «сухого хода» и перегрева. Реле срабатывает в случае падения давления в системе и автоматически включает насос. Напорный бак обеспечивает снижение частоты циклов включения-выключения электродвигателя, а также исключает гидроудары и кавитационные явления. Последние не только вызывают шум в трубах, но и способны повредить насос. При запуске станции насос включится, начав качать воду потребителю. После закрытия кранов он продолжит заполнять бак, расширяя его мембрану и повышая давление в системе водоснабжения до тех пор, пока оно не достигнет такого значения, при котором реле остановит насос. Возобновление водоразбора приведет к поступлению воды потребителю из бака под действием давления, начинающего постепенно уменьшаться. Как только оно упадет до определенного значения, реле включит насос, и цикл повторится. Она автоматически включится при давлении за насосом ниже 2 бар или при подаче воды 1,2 л/мин., а затем выключится при прекращении водоразбора.
Следует упомянуть о высоком уровне шума работающего агрегата (55 дБА и более). Однако появились и малошумные установки, снабженные водяным охлаждением мотора, которые можно устанавливать в жилой зоне, обычно на кухне
Погружной насос
Погружной насос может быть скважинным или колодезным. Первый отличается небольшим диаметром, поскольку предназначен для скважин с обсадными трубами диаметром 3″ или 4″ (75 или 100 мм). Он может поднимать воду с глубины до 200 м. Колодезный насос конструктивно очень похож на скважинный, но не имеет ограничения по диаметру и рассчитан на подъем воды с глубины порядка 20 м. Агрегат оптимален для глубоких колодцев, где поверхностный насос бессилен.
Сначала определимся с подачей обоих видов погружных насосов. Достаточный уровень комфорта в быту обеспечивается потреблением 1000 л (1 м³) воды в сутки на человека с учетом приема им душа днем и вечером. Для семьи из четырех человек простым умножением получим суточный расход 4000 л, при этом становится важной еще одна характеристика — максимальная величина подачи. Она ограничивает одновременное водопотребление из нескольких точек водоразбора. Например, если четыре человека будут в одно и то же время пользоваться душем (ванной) — 12–15 л/мин., краном на кухне — 6 л/мин., туалетом — 6 л/мин. и моющим пылесосом — 4 л/мин., то суммарная подача воды составит 28–31 л/мин., что обеспечит не каждый погружной насос.
Статистика свидетельствует, что для семьи из 4–5 человек вполне достаточна максимальная подача воды до 30 л/мин. (1,8 м³/ч) при суточном водопотреблении до 3000 л (3 м³). Расход воды на полив в значительной степени зависит от размеров участка и погодных условий. Для участка в 12 соток с учетом площади, занимаемой постройками, — обычно требуется 2000 л/сут. (из расчета 250 л/сут. на 1 сотку посадок). Воду запасают в специальных емкостях, причем в то время, когда водоразбор в доме невелик, например ночью. При отстое вода заодно и прогреется, а ее объем можно исключить при расчете необходимой величины подачи насоса.
Трубы системы водоснабжения круглогодичного использования прокладывают вне дома ниже глубины промерзания, а ввод в дом утепляют
Для ориентировочного определения минимально необходимого напора насоса нужно взять высоту коттеджа в метрах, прибавить еще 6 м (учет разводки труб по дому) и умножить сумму на 1,15 (коэффициент потерь напора в трубах). Например, при высоте строения 10 м искомая величина составит (10 + 6) × 1,15 = 18,4 м. Колодезный насос должен обладать напором 18,4 м при ранее подсчитанной максимальной подаче в 30 л/мин. Для скважинного агрегата к этому напору надо добавить глубину до зеркала воды в скважине. Скажем, если это расстояние равно 30 м, то требуется насос с напором 30 + 18,4 = 48,4 м и той же подачей в 30 л/мин. При удалении источника водоснабжения от дома следует учесть, что на 10 м длины горизонтального трубопровода теряется примерно 1 м напора насоса, иными словами, при удаленности в 20 м придется искать колодезный или скважинный агрегат с напорной характеристикой на 2 м больше.
На практике важнее правильно выбрать напор насоса, а подачу определить в 15–20 л/мин., поскольку одновременно пользуются всеми точками водоразбора редко, и подстраховать себя на этот случай можно с помощью емкости мембранного бака
Высокотехнологичные модели насосов снабжены частотно-регулируемым приводом (ЧРП) на базе инвертора. Их главное преимущество заключается в автоматическом поддержании заданного напора с точностью ± 2% в водопроводных трубах независимо от количества одновременно задействованных точек водоразбора. Это достигается путем плавного изменения частоты вращения двигателя практически во всем диапазоне скоростей, начиная с нуля. Кроме того, исключаются гидроудары при пуске и остановке двигателя, а также большие пусковые токи. Такое управление обеспечивает экономию электроэнергии, повышает ресурс и надежность оборудования за счет частичной работы при меньшей частоте вращения двигателя. Дополнительным преимуществом является защита от «сухого» хода и от перегрузки по току и напряжению.
Основные составляющие автоматической системы водоснабжения могут быть как выносными, так и находиться в одном корпусе с двигателем
Циркуляционный насос
Такой насос обычно служит дополнительным элементом системы ГВС частного дома. Он актуален для коттеджей с обширной и разветвленной водопроводной сетью, а также для построек выше одного этажа. Как правило, охлаждение его подшипников вращения осуществляется протекающей через агрегат жидкостью, поэтому конструкция получила название «мокрый ротор». Насос может быть укомплектован термостатом, таймером, таймером и термостатом одновременно или функцией Autoadapt для автоматического включения/выключения и поддержания заданной температуры. Прибор имеет небольшие габариты и вес, работает практически бесшумно, потребляет мало электроэнергии.
Практика показывает, что напор и подача циркуляционного насоса должны быть подобраны таким образом, чтобы в течение часа через него протекал трехкратный объем системы водоснабжения
Нагнетательный насос
Довольно распространенной проблемой в частных домах является недостаточный напор в системе водоснабжения, что осложняет жизнь садоводам и огородникам, которым это мешает при поливе, и затрудняет подачу воды выше первого этажа. Из-за слабого напора нельзя не только нормально принять душ, но и использовать бытовую технику — стиральные и посудомоечные машины, проточные газовые колонки. Данная проблема может быть решена достаточно просто — монтажом в систему водоснабжения нагнетательного (бустерного) насоса для повышения давления в том ее месте, после которого напор воды нужно увеличить. Поскольку агрегат устанавливают в существующую сеть, его конструкция имеет ряд особенностей. Во-первых, нагнетательный насос очень компактен, во-вторых, обладает малым весом, в-третьих, прост в монтаже. Он практически не создает шума, поскольку охлаждается потоком протекающей через него воды и в дополнительном охлаждении не нуждается. Система автоматики включает и выключает насос при открытии/закрытии крана благодаря датчику потока, который защитит и от «сухого» хода. После установки такой насос не требует какого-либо особого внимания.