Parastās ūdensapgādes sūkņu stacijas darbības princips un uzbūve

Ticiet, privātmāju var aprīkot ar tik augstu komforta līmeni, ka dzīvošana tajā kļūs daudz ērtāka nekā pilsētas dzīvoklī. Jebkurā gadījumā ūdensvadu var izmantot ar tādu pašu ērtību. Tieši tāpat, lai iegūtu ūdeni, būs tikai jāatver krāns, kas pagaidām nav īsti savienojams ar lauku infrastruktūru, vai piekrītat?

Taču tā nav nekāda «rožaina» vīzija. Lai īstenotu ieceri, ūdensapgādes shēmā pietiek iekļaut sūkņu staciju. Tā paveiks īpašnieku vietā milzīgu apjomu smaga fiziska darba. Tomēr, lai to pareizi savienotu un ekspluatētu, ir labi jāpārzina iekārtas uzbūve.

Mēs piedāvājam Jums vērtīgu informāciju par minētās tehnikas izmantošanas specifiku. Mūsu raksts palīdzēs izprast sūkņu stacijas darbības principu un iepazīstinās ar uzstādīšanas noteikumiem. Mūsu sniegtā informācija ir papildināta ar ļoti saprotamām shēmām, foto izlasēm un video rokasgrāmatām.

Ūdens padeves stacijas uzbūve

Lai organizētu ūdensapgādi privātmājā, veikali piedāvā sūkņu stacijas kompakta bloka formā, kurā ietilpst hidrotvertne, automātikas bloks un elektriskais sūknis. Tāpat šādu ūdens padeves iekārtu var salikt no atsevišķām daļām un aprīkojuma.

Abi varianti ir pieņemami, taču labāk izvēlēties gatavu komplektu ar ražotāja garantiju. Tas izmaksās lētāk un būs praktiskāks turpmākajā apkopē.

Galvenās darba sastāvdaļas

Pēc uzbūves rūpnīcā samontētā ūdensapgādes sūkņu stacija atšķiras no virsmas sūkņa ar spiediena vērtību vadības sistēmas klātbūtni.

Sastāvā ietilpst šādi funkcionālie komponenti:

1. Virsmas elektrosūknis.
2. Hidroakumulators ar nipeli un iekšējo gumijas “bumbieri”.
3. Manometrs.
4. Spiediena relejs.
5. Savienojuma armatūra.

Ūdens ieguvei tai tiek pievienota sūkšanas caurule ar pretvārstu un sietiņfiltrs. Savukārt iekārtas izejas atverei tiek pieslēgta maģistrāle, kas transportē sūknēto šķidrumu līdz patēriņa vietām. Turklāt, ja stacijai ir iebūvēts filtrs un vārsts, tad ar tiem sūkšanas šļūteni var neaprīkot.

Sūkņu stacija ir iekārtu komplekss, kas ietver hidrotvertni, spiediena releju, manometru un tieši virsmas elektrisko sūkni. Ja pastāv iespēja, ka iekārta strādā “tukšgaitas” režīmā, ieteicams iegādāties automātiskos sūkņus, kas aprīkoti ar plūsmas kontrolieri un automātikas bloku (+).

Hidrauliskais membrānas tvertne kopā ar centrbēdzes sūkni spēj uzturēt kotedžas ūdensvadā spiedienu 1,5 atmosfēras. Tas ir pilnīgi pietiekami, lai stabila darbotos visa sadzīves tehnika, kas tiek uzstādīta privātmājās. Turklāt lielākā daļa hidroakumulatoru modeļu ir paredzēti maksimāli iespējamam spiedienam 4,5 atmosfēras, ar ko ir vairāk nekā pietiekami pat divu līdz trīs stāvu kotedžai.

Automātiskā stacija ir kompakta un neprasa smagu betonēšanu platformai zem iekārtas. Lielākais tās elements ir ūdens akumulēšanas tvertne. Tomēr tās uzstādīšanai ir nepieciešama atsevišķa telpa darbības radītā trokšņa dēļ. Visbiežāk visu iekārtu uzstāda pirmajā stāvā vai pagrabā, kur to visērtāk ekspluatēt un apkopt.

Jo lielāka ir hidroakumulatora tvertnes ietilpība, jo retāk sūkņa motoram būs jāieslēdzas darbam un mazāks būs tā nolietojums (+).

Kesons var būt nedaudz dārgs, bet pilnībā saprātīgs risinājums iekārtu izvietošanai, tajā var izvietot gan visu agregātu kompleksu, gan sūkni ar automātiku bez hidrobāka, kas uzstādīts mājā. Budžeta variants stacijas izvietošanai vasarnīcā paredz atsevišķa paviljona ierīkošanu, kas pasargā agregātu no atmosfēras negatīvās ietekmes.

Vadības bloka darbība un īpatnības

Automātikas uzdevums, kas vada sūkņu staciju, ietver spiediena izsekošanu sistēmā un hidrosūkņa motora ieslēgšanu/izslēgšanu pēc nepieciešamības. Šim nolūkam vadības bloks ietver manometru un releju. Pirmais kontrolē pašreizējo spiedienu, bet otrais vada sūkni.

Releja galvenie elementi ir divas atsperes. Lielā ir noregulēta, lai aizvērtu ķēdi pie zemākā spiediena membrānas tvertnē, kad tajā ir maz ūdens. Mazākā kontrolē maksimālo spiedienu, atvienojot ķēdi, kad tas tiek sasniegts.

Spiediena relejs automātiski iedarbina stacijas sūkni, kad spiediens samazinās līdz, piemēram, 1,4 bāriem, un izslēdz, sasniedzot ražotāja norādīto maksimālo vērtību. Nav vēlams mainīt releja rūpnīcas iestatījumus, jo tie ir aprēķināti atbilstoši noslēgarmatūras iespējām.

Pērkot sūkņu staciju darbam kontūros ar iespējamu īslaicīgu darbu bez ūdens, jāpievērš uzmanība plūsmas kontrollera ierīces esamībai.

Tas ir paredzēts, lai aizsargātu motoru no pārkaršanas gadījumā, ja ūdens ņemšanas vietā nav ūdens. Šādos agregātos vadības bloks ir orientēts nevis uz spiediena robežvērtībām, bet uz plūsmas samazināšanos.

Kā pareizi izvēlēties sūkņu staciju vasarnīcas teritorijas iekārtošanai, palīdzēs izprast mūsu piedāvātais raksts. Papildus vērtīgiem ieteikumiem iekārtu pircējiem tajā ir sniegts labāko piedāvājumu reitings vietējā tirgū.

Sūkņa mijiedarbība ar hidroakumulatoru

Membrānas tvertnes tilpums tiek izvēlēts, ņemot vērā ūdens patēriņa apjomu. Pārim pilnībā pietiks ar 25–40 litru variantu, bet vairāku cilvēku ģimenei būs jāizvēlas ierīce no 100 litriem.

Tvertnes, kas ir mazākas par 15 l, ieteicams iegādāties tikai sezonālai lietošanai vasarnīcā. Pastāvīgas ūdens sūknēšanas dēļ membrāna tajās ātri nolietojas.

Hidrotvertnē sākotnējā stāvoklī caur nipeli (gaisa vārstu) ir iesūknēts gaiss, radot spiedienu 1,5 atm. Darbības laikā zem spiediena membrānā tiek iesūknēts ūdens, kas saspiež gaisa “rezervi”. Atverot krānu, saspiestais gaiss izspiež ūdeni.

Tiek uzskatīts, ka jo lielāka ir tvertne, jo ilgāk kalpos sūkņu iekārta, jo ieslēgšanas/izslēgšanas ciklu skaits samazināsies. Tomēr lielas ietilpības tvertne maksā diezgan daudz.

Saskaņā ar noteikumiem hidrotvertni izvēlas, pamatojoties uz aprēķiniem, ņemot vērā ražotāja norādītās ieslēgšanas un izslēgšanas spiediena vērtības, faktisko ūdens patēriņu, kad vienlaikus ir ieslēgti ūdens ņemšanas punkti.

Šķidruma rezerve hidrauliskajā tvertnē parasti ir aptuveni trešdaļa no kopējā tilpuma. Visa atlikušā telpa ir atvēlēta saspiestam gaisam, kas nepieciešams pastāvīga ūdens spiediena uzturēšanai caurulēs.

Ja hidroakumulators tiek iestrādāts ūdensapgādes sistēmā, lai samazinātu ar hidrauliskiem triecieniem saistītos riskus, tad tvertni var izvēlēties maza izmēra. Šajā gadījumā svarīgs ir nevis tilpums, bet gan membrānas un aiz tās esošā gaisa klātbūtne. Tieši tie vajadzības gadījumā uzņems triecienu, mīkstinot tā sekas.

Sūkņa jaudai jāatbilst membrānas tvertnes tilpumam (20–25 l tvertnei ieteicams izvēlēties hidrosūkni ar 1,5 m3/h, 50 litru – 2,5 m3/h, bet 100 l rezervuāram – vismaz 5 m3/h)

Automātiskā sūkņu stacija darbojas divos ciklos:

1. Pirmkārt, hidroakumulatorā no ūdens ņemšanas vietas ar sūkni tiek iesūknēts ūdens, radot tajā pārmērīgu gaisa spiedienu.
2. Atverot krānu mājā, membrānas tvertne iztukšojas, pēc tam automatika atkal iedarbina sūkņu iekārtu.

Hidroakumulatora uzbūve ūdensapgādes sūkņu stacijai ir ārkārtīgi vienkārša. Tas sastāv no metāla korpusa un hermētiskas membrānas, kas sadala visu iekšējo telpu divās daļās. Pirmajā no tām atrodas gaiss, bet otrajā tiek iesūknēts ūdens.

Sūknis iesūknē šķidrumu membrānas tvertnē tikai tad, kad spiediens sistēmā nokrītas līdz aptuveni 1,5 atm; sasniedzot iestatīto maksimālo spiediena vērtību, stacija izslēdzas (+)

Pēc hidroakumulatora piepildīšanas relejs izslēdz sūkni. Atverot krānu izlietnē, ūdens, kas tiek izspiests ar gaisa spiedienu uz membrānu, sāk pakāpeniski plūst ūdensapgādes sistēmā. Kādā brīdī tvertne iztukšojas tik ļoti, ka spiediens vājinās. Pēc tam sūknis atkal ieslēdzas, uzsākot sūkņu stacijas darba ciklu no jauna.

Ja tvertne ir tukša, membrānas starpsiena saspiežas un piespiežas pie ieejas atzarojuma atloka. Pēc hidrosūkņa ieslēgšanas membrāna iztaisnojas ūdens spiediena ietekmē, saspiežot gaisa daļu un paaugstinot tajā esošā gaisa spiedienu. Tieši šī gāzes-šķidruma mijiedarbība caur mainīgu barjeru ir membrānas tvertnes darbības princips sūkņu stacijā.

Iekārtas izvēles kritēriji

Rūpnīcas komplektācijas sūkņu stacijas ietver virsmas hidrosūkni, kam bieži ir iekšējs vai ārējs ežektors. Tomēr hidroakumulatorus var izmantot arī ar iegremdējamo sūkņu aprīkojumu, bet tiem tiek piešķirts nedaudz atšķirīgs tehniskais termins “sūkņu sistēma”.

Strādājot tandēmā ar staciju, membrānas tvertnes var būt mazāka tilpuma nekā hidrotvertnes sistēmām ar iegremdējamiem sūkņiem. Tas ir tāpēc, ka iegremdējamajiem sūkņu agregātiem pieļaujamais ieslēgšanas/izslēgšanas reižu skaits stundā ir mazāks nekā virsmas sūkņiem.

Sūkņu stacijas, kas ir pilnībā sagatavotas darbam ražotājuzņēmumā, ir tikai jāpievieno attiecīgajiem cauruļvadiem un elektroapgādei (+).

Virsmas sūkņi, kam ir iekšējs ežektors, ir nopietni ierobežojumi attiecībā uz ūdens ņemšanas dziļumu. Tie spēj pacelt ūdeni tikai no 7–8 metriem. Tomēr tie nodrošina spēcīgu ūdens spiedienu pie izejas ar ūdens stabu 40–60 metru (4–6 bāri).

Iekšējais ežektors nebaidās no gaisa aizbāžņiem. Tas vispirms sūknē gaisu bez jebkādām negatīvām sekām sev, un pēc tam sāk sūknēt sistēmā pašu ūdeni no akas.

Galvenais trūkums stacijām ar iekšējo ežektoru ir augsts trokšņu līmenis darbības laikā. Ja šos sūkņu iekārtu modeļus autonomai ūdensapgādei plāno uzstādīt privātmājā, to ieteicams darīt tikai palīgtelpās ar labu skaņas izolāciju.

Izmantojot ārējo ežektoru, var iegūt ūdeni no dziļumiem līdz 50 metriem. Šie sūkņi ir ekonomiskāki, taču tiem ir zema lietderības koeficienta (ne vairāk kā 40%). Toties tie rada daudz mazāk trokšņa nekā analogi ar iebūvētu ežektoru.

Sūkņu agregāta tipa izvēle stacijai ir atkarīga no plānotās pārsūknējamās vides kvalitatīvajām īpašībām:

Vietas noteikšana ūdensapgādes stacijai

Izvēloties sūkņu stacijas atrašanās vietu, jāorientējas uz hidrosūkņa īpašībām. Katri desmit metri horizontālas caurules starp ūdens avotu un sūkni samazina tā sūkšanas spēju par 1 m.

Ja tiek plānots to izvietojums vairāk nekā desmit metru attālumā, tad sūkņu agregāta modelis jāizvēlas ar palielinātu sūkšanas dziļumu.

Autonomās ūdensapgādes sistēmas automātisko staciju var izvietot:

• uz ielas kesonā pie akas;
• īpaši sūkņu iekārtai būvētā siltinātā paviljonā;
• mājas pagrabā.

Stacionārā āra variants paredz kesona ierīkošanu un no tā spiediena caurules novadīšanu līdz mājai zem augsnes sasaluma līmeņa. Izbūvējot visu gadu ekspluatējamu cauruļvadu, tā novadīšana zem sezonālā sasaluma dziļuma ir obligāta.

Izbūvējot pagaidu vasaras maģistrāles dzīves laikam uz vasarnīcas, cauruļvads netiek padziļināts zem 40 – 60 cm vai tiek novadīts uz virsmas.

Silts ventilējams pagrabs ar skaņas izolāciju ir ideāla vieta sūkņu stacijas montāžai, tur tai un ūdensapgādes caurulēm ziemā noteikti nesaals (+).

Ja stacijas montāža tiek veikta cokolā vai pagrabā, tad nav jābaidās no sūkņa sasalšanas ziemā. Tikai jānovada sūkšanas caurule zem augsnes sasaluma robežas, lai tā nesaaltu stiprā salnā.

Nereti urbums tiek urbts tieši mājā, tādējādi ievērojami samazinās cauruļvada garums. Taču ne katrā kotedžā šāda urbšana ir iespējama.

Ūdensapgādes sūkņu staciju uzstādīšana atsevišķā būvē ir iespējama tikai tad, ja iekārta tiek ekspluatēta pozitīvu temperatūru periodā. Tomēr reģioniem ar ļoti zemām ziemas temperatūrām šis variants, kas paredzēts darbībai visu gadu, ir jāizolē vai jāierīko apkures sistēma. Labāk uzreiz montēt sūkņu staciju tieši apsildāmā mājā.

Izvēloties vietu ūdensapgādes stacijas novietošanai, ir jāņem vērā temperatūras robežas, ko ražotājs norādījis tās pasē:

Spiediena parametri hidroakumulatorā

Lai mājsaimniecības santehnikas ierīces kotedžas ūdensvadā darbotos pareizi, ir jāuztur spiediens 1,4–2,6 atmosfēras. Lai hidroakumulatora membrāna nenolietotos pārāk ātri, ražotāji iesaka tajā iestatīt spiedienu par 0,2–0,3 atm augstāku nekā ūdensvadā.

Spiediens vienstāva mājas ūdensvadā parasti ir 1,5 atm. No šī skaitļa ir jāvadās, regulējot hidrotvertni. Bet lielākām dzīvojamām ēkām spiediens ir jāpalielina, lai ūdens būtu visos tajos krānos, kas atrodas vistālāk no stāvvada. Šeit ir nepieciešami sarežģītāki hidrauliskie aprēķini, ņemot vērā cauruļvadu garumu un konfigurāciju, kā arī santehnikas ierīču skaitu un veidu.

Vienkāršoti aprēķināt nepieciešamo spiedienu iekšējai ūdensapgādei var pēc formulas:

(H+6)/10,

kur «H» – tas ir augstums no sūkņa līdz augstākajam ūdens padeves punktam santehnikai mājas augšējā stāvā.

Tomēr, ja aprēķinātais rādītājs spiedienam autonomā ūdensapgādē pārsniegs pieļaujamos raksturlielumus esošajām santehnikas un sadzīves ierīcēm, tad, iestatot šādu spiedienu, tās sabojāsies. Šajā gadījumā ir jāizvēlas cita ūdensvada cauruļu izvadīšanas shēma.

Spiediena regulēšana hidroakumulatora gaisa daļā tiek veikta caur vārstuli, izlaižot lieko gaisu vai to piepumpējot ar automašīnas sūkni.

Iespējamie darbības traucējumi iekārtā

Ja sūknis pārāk bieži ieslēdzas un uzreiz izslēdzas, tad nekavējoties jāpārbauda gaisa spiediens hidroakumulatorā. Pie pazeminātiem rādītājiem tas būs jāpiepumpē. Bet problēmu šādā veidā var novērst tikai tad, ja membrāna un tvertnes korpuss nav bojāti. Šeit palīdzēs tikai vēršanās pie remontdarbiniekiem servisa centrā.

Nipelis gaisa piepumpēšanai visbiežāk atrodas tvertnes pretējā pusē no ūdens ieplūdes, taču iespējami arī varianti no sāniem.

Ja uz hidroakumulatora gaisa vārsta nipelļa parādās ūdens pilieni, hidroakumulators nekavējoties jāatvieno no ūdensapgādes sistēmas. Tā ir tieša membrānas bojājuma pazīme. Bez tās nomaiņas šādā situācijā neiztikt. Gaiss nedrīkst iekļūt privātmājas ūdensapgādes sistēmā caur membrānas tvertni.

Ja sūknis vispār nevēlas ieslēgties, tad ir vērts paskatīties uz spiediena releja regulēšanu. Ir gadījumi, kad tas ir noregulēts uz pārāk augstu spiedienu. Bet iespējams arī variants, ka gaiss nokļūst iesūkšanas šļūtenē, kas izraisa sausās gājiena aizsardzības aktivizēšanos.

Sūkņu agregāta ar hidrotvertni priekšrocības

Sūkņu agregāts ir neatņemama autonomās ūdensapgādes sistēmas sastāvdaļa. Tas nodrošina ūdens padevi no akas vai urbuma, kura tālāku izdali pa kotedžu veic, izmantojot pašu sūkni, ūdensspiediena tvertni vai hidroakumulatoru.

Hidropneimatiskā ūdens pacelšanas iekārta un ūdensspiediena tvertne ir paredzētas pastāvīga spiediena uzturēšanai iekšējā ūdensapgādes sistēmā.

Izmantojot tikai vienu sūkni ūdens sadalē pa kotedžu, rodas daudzas problēmas. Pie šāda autonomās ūdensapgādes izkārtojuma sūkņu iekārta ir spiesta pastāvīgi ieslēgties/izslēgties, kā dēļ tās kalpošanas laiks strauji samazinās. Bet elektroapgādes pārtraukuma gadījumā mājoklis paliek pilnībā bez ūdens.

Lai samazinātu sūkņu nodilumu un pasargātu māju elektrotīklu avāriju gadījumā, mājas ūdensapgādes sistēmā tiek iekļauta papildu uzkrāšanas tvertne. Tā var būt ūdens spiedtvertne bēniņos, no kuras ūdens līdz santehnikas ierīcēm plūst gravitācijas ceļā, vai arī hidroakumulators (pazīstams arī kā membrānas tvertne vai hidrotvertne), kas mākslīgi uztur spiedienu tīklā.

Abos gadījumos sūknis ieslēdzas, lai izveidotu ūdens rezervi tvertnē. Tikai otrajā gadījumā rezerve tiek izveidota automātiskā režīmā, izmantojot vadības sistēmu atbilstoši spiediena parametriem. Turklāt uzkrāšanas tvertne ļauj izveidot ūdens rezervi elektroenerģijas padeves pārtraukuma gadījumā, savukārt sistēma ar hidrotvertni bez elektrības vispār nedarbosies.

Tomēr piepildītā stāvoklī uzkrāšanas tvertne ir ievērojami smaga, un, uzstādot to bēniņos, ir nepieciešams nostiprināt pārsegumus un veikt siltumizolāciju.

Variants ar membrānas tvertni ir ērtāks un praktiskāks. Ūdensapgādes sistēmas ar šādu sūkņu staciju darbības princips balstās uz mākslīgu ūdens spiediena uzturēšanu caurulēs. Pats sūknis, kas sūknē ūdeni no ūdens ņemšanas vietas, ieslēdzas tikai, lai piepildītu tvertni. Pēc tam ūdens padeve sistēmā tiek veikta, izmantojot saspiestu gaisu.

Hidrosūknis, kas uzstādīts sūkņu stacijā pagrabā, darbojas sūkšanas režīmā, kas ļauj to izmantot tikai ar seklām ūdens nesējslāņiem vai akām ar dabisku ūdens atbalstu.

Atšķirībā no varianta ar izplešanās tvertni, hidropneimatiskā iekārta ir kompaktāka. Turklāt membrānas tipa hidroakumulatora izmantošana garantē, ka tīklā nav ūdens āmuru, un pastāvīgu spiedienu ūdensvada caurulēs, kā arī vienkāršo ūdensapgādes sistēmas apkalpošanu privātmājā.

Vienīgais sūkņu staciju ar hidroakumulatoru trūkums ir atkarība no elektroenerģijas. Ūdeni uzkrājošā tvertne bieži ir maza, 25–50 litru tilpuma. Sūknim, lai to piepildītu, ir jāieslēdzas bieži, un, izslēdzoties elektrībai, ūdens rezerve nav pietiekama ilgam laikam. Lai novērstu šādas situācijas, vēlams iegādāties autonomu ģeneratoru.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video #1. No kādiem dziļumiem sūkņu iekārta spēj pacelt ūdeni:

Video #2. Kā pašam salikt sūkņu staciju no sadzīves centrbēdzes sūkņa:

Video #3. Viss par hidroakumulatora darbības principu, kas ir sūkņu stacijas sastāvā:

Automātiskas autonomas ūdensapgādes sistēmas sniedz iespēju, dzīvojot lauku mājā, neapgrūtināt sevi ar ūdens nešanu spaiņos. Pateicoties vienkāršajai uzbūvei, sūkņu stacijas ir viegli uzstādīt un apkopot.

Ar to uzstādīšanu spēj tikt galā praktiski jebkurš. Par laimi, ir daudz dažādu veidu sūkņu iekārtu konfigurāciju ar hidroakumulatoriem, tāpēc katram kotedžai var atrast optimālu risinājumu.

Vēlaties dalīties ar savu pieredzi par sūkņu stacijas lietošanu, radušies jautājumi vai pamanījāt nepilnības rakstā? Lūdzu, rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā.