Система водоснабжения частного дома с использованием накопительной емкости — виды, материалы и схемы подключения.

Когда отсутствует централизованная водопроводная система, собственникам жилых домов приходится самостоятельно решать вопрос водоснабжения. Они могут использовать различные методы, такие как рытье колодцев или бурение скважин. Еще одним вариантом для обеспечения водоснабжения в частном доме, особенно при отсутствии централизованной системы, является установка системы водоснабжения с накопительным баком.

Чтобы эффективно обеспечить жилище водой при помощи накопительного бака, собственнику придется решать ряд непростых задач по выбору резервуара, месту его установки, дополнительного насосного оборудования и приборов автоматики, схемы подключения. Чтобы не совершить критических ошибок, следует обстоятельно изучить всю информацию по применению накопительных баков в системах автономного водоснабжения.

Рис. 1. Накопительные баки из пластика

Зачем нужен накопительный бак

Необходимость установки накопительной емкости возникает в следующих ситуациях:

• Малый дебит колодца или скважины. В этом случае погружной или поверхностный насос из-за невысокой мощности при интенсивном водопотреблении не успевает заполнить водой водопровод и гидроаккумулятор, являющийся обязательным элементом приборов автоматики. Стоит отметить, что использование более мощного насоса или насосной станции в низкодебитных источниках приведет к быстрому высасыванию воды, падению динамического уровня и как следствие, дальнейшей работе водовсасывающих приборов в режиме холостого хода.
• Перебои в водоснабжении. В некоторых загородных поселках или на дачах имеется централизованное водоснабжение. Однако в силу недостаточной мощности автономной системы вода подается по часам с большими перерывами. Или днем, когда все пользуются водными ресурсами для полива огородов и хозяйственных нужд, давление в системе падает практически до нуля. В этом случае единственный вариант постоянного водообеспечения — система водоснабжения частного дома с накопительным баком.
• В городских квартирах при малом напоре воды в магистрали используют установку повысительного насоса. Однако его работа при высасывании воды из общего стояка может привести к отсутствию водообеспечения в других вышерасположенных квартирах. Для выхода из положения используют накопительную емкость, которую подвешивают под потолком.
• При отсутствии источника водозабора или, к примеру, его пересыхания в период засухи, автономное водоснабжение частного дома можно обеспечить привозной водой из машин. В этом случае для хранения водных ресурсов эффективно применение резервного накопительного бака.

Рис. 2 Металлические баки для воды

Материалы изготовления накопительных баков

Накопительные баки любых объемов выпускают из пластиков — пищевого экологически чистого полиэтилена низкого давления (ПНД) или полипропилена (ПП). Также для их производства используют линейный полиэтилен высокого давления ЛПВД (LLDPE). Материал превосходит по своим характеристикам обычный полиэтилен высокого давления ПВД, обладая более высокими прочностью на разрыв, устойчивостью к ударам и проколам.

Благодаря материалам изготовления из синтетических полимеров баки имеют легкий вес, не подвержены коррозии, химически стойки, могут эксплуатироваться регламентированный ГОСТом срок не менее 50 лет.

Важное преимущество пластиков помимо невысокой стоимости — их низкая теплопроводность, что позволяет устанавливать резервуары на чердаках домов и снаружи на улице.

Пожалуй, к единственному недостатку полимерных баков следует отнести их слабую устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Если резервуар устанавливают на улице, необходимо принять меры для его защиты от прямых солнечных лучей. Обычно бак покрывают краской или делают над ним навес.

Помимо пластиков, баки для накопления водных объемов выпускают из нержавейки. Стоит отметить, что у изделий из металлов нет никаких преимуществ перед полимерами, за исключением устойчивости к ультрафиолету, зато недостатков масса.

Это тяжелый вес, значительная цена, высокая теплопроводность, требующая обязательного утепления емкости при контакте с холодным воздухом, меньшая химическая и коррозионная стойкость, чем у нейтральных пластмасс. Поэтому накопительные резервуары из нержавейки не получили широкого распространения и рассматриваются скорее, как эксклюзивный вариант.

Стоит отметить, что накопительным баком может служить и гидравлический аккумулятор большой емкости, применяемый в системах индивидуального водоснабжения. Агрегат представляет собой стальной резервуар, внутри которого находится резиновая мембрана грушевидной формы. Емкость таких баков также изменяется в широком диапазоне и может доходить до 1000 л.

Рис. 3 Конструкция и принцип работы гидроаккумулятора

Конструкция полимерных накопительных емкостей

Пластиковые резервуары для хранения водных ресурсов выпускают различных объемов (доходит до 10000 литров) и форм. Они могут быть квадратными, цилиндрическими вертикального и горизонтального расположения, плоскими, угловыми.

Баки выпускают в двух конструктивных исполнениях. Первое — это обычные емкости с гладкими стенками и герметичной крышкой, оснащенной дыхательным клапаном. В любой накопительный резервуар необходим доступ воздуха, иначе он будет сплющиваться от атмосферного давления при опорожнении. Обычные баки предназначены для хранения водных ресурсов, извлечения их электронасосом или при помощи самостоятельно вмонтированного крана.

Второй вариант — это специальные резервуары для эксплуатации в системах индивидуального водоснабжения. Они имеют четыре отверстия в корпусе на одной из сторон — по два вверху и внизу. Одно верхнее и одно нижнее отверстия оснащены патрубком с наружной резьбой 1 дюйм. Эти отводы служат для подключения к ним входного и выходного трубопровода водопроводной магистрали.

Также вверху расположено отверстие диаметром 28 мм. Обычно его используют для организации аварийного слива, подключая направленный на улицу или в канализацию трубопровод.

Стоит отметить, что любой монтажник может использовать верхний резьбовой патрубок и отверстие по своему усмотрению. К примеру, в 28 мм вырез можно установить поплавковый клапан, отключающий подачу воды при наполнении бака, а резьбовой 1 дюймовый патрубок использовать для аварийного слива.

Патрубок внизу на 3/4 дюйма используют для опорожнения резервуара. Необходимость в этом возникает в случае скопления на дне емкости грязи в виде песчаных и глинистых отложений, продуктов разложения оксидов металлов.

Существует отличная от традиционной конструкция накопительных баков для подземной установки. Так как давление грунта на стенки резервуара довольно велико, их оснащают ребрами жесткости. К тому же они имеют высокую горловину, обеспечивающую возможность погружения под грунт на глубину ниже точки промерзания.

Рис. 4 Накопительная емкость для водоснабжения — примеры применения в доме

Варианты размещения

Накопительные баки устанавливают в доме или снаружи на улице, при этом используют следующие варианты их размещения:

В доме внизу. Автономное водоснабжение частного дома с накопительной емкостью в подвале или цокольном этаже жилого дома — самый популярный вариант с набором следующих преимуществ:

• Так как резервуар расположен рядом с выходом наружной водопроводной магистрали, разводка при его подключении потребует минимального расхода трубных материалов.
• Для подачи воды из бака в дом обычно используют поверхностные насосы, насосные станции или погружные электронасосы. При нижнем размещении их проще подключить к внутреннему водопроводу и обеспечить подачу электроэнергии на агрегаты.
• Верхний трубопровод для аварийного слива и нижний для очистки резервуара проще завести в канализацию из-за их небольшой протяженности.
• Емкость в отапливаемом доме не придется утеплять.
• Большой вес резервуара с водой не окажет высокой нагрузки на чердачные или потолочные конструктивные элементы дома, приводящей к их деформации.
• К недостаткам размещения накопительной емкости внизу стоит отнести обязательное присутствие повышающего давление электронасоса на выходе бака для подачи воды во внутренний водопровод и поддержание в нем высокого напора.

Рис. 5 Накопительная емкость для водоснабжения на чердаках и в помещениях

Читайте также:  Клеевые трубы ПВХ — сфера применения, монтаж, производители и стоимость

В доме сверху. Верхний вариант больше подходит для квартир, где накопительную емкость используют для поддержания комфортного давления в сети. Накопительный бак для водоснабжения подвешивают к потолку, ставят на шкаф, встраивают в антресоль. В этих случаях он не отнимает свободное пространство в комнатах и не нарушает их эстетичный внешний вид.

Помещение накопительного бака на чердаках или верхних этажах индивидуальных домов обычно сопряжено с рядом проблем.

Первая из них, которая кажется не столь значительной — невозможно разместить емкость большого объема из-за узкого лаза или входа на чердак. Поэтому бак придется монтировать на этапе строительства до сооружения крыши, а также принимать дополнительные меры по укреплению пола и балок.

В верхний бак понадобится ввести трубопроводы подачи, слива воды и аварийный в канализацию через все этажи жилого дома.

Это потребует большого расхода трубных материалов, проведения значительных объемов работ, за которые придется больше платить, приведет к ухудшению эстетичного вида жилых помещений.

Для эксплуатации в зимнее время бак на чердаке придется утеплять или использовать для подогрева водных ресурсов электрический кабель, трубу дымохода.

Главное преимущество верхнего размещения бака — возможность подачи воды из него самотеком. Однако при этом следует учитывать, что для поддержания давления в 1 бар резервуар придется поднимать на высоту 10 м от водопроводной магистрали. Это проблематично реализовать в двухэтажных домах коттеджного типа, поэтому давление в водопроводе обычно меньше этого показателя.

Для его увеличения до комфортных значений придется устанавливать в магистраль специальный повысительный насос.

Рис. 6 Накопительные резервуары на участках

Наружное на участке. Установка бака вне дома на поверхности земли — неплохая альтернатива его размещению на чердаке.

При реализации данного варианта в доме не отнимается свободное пространство, упрощается проведение монтажных работ и обвязка резервуара. Однако при наружном размещении собственнику придется решать следующий ряд задач:

• Утепление. В принципе бак можно поместить в жесткую скорлупу из полиэтилена, однако со временем вода все равно замерзнет. Второй вариант — применение специального электрического саморегулирующего кабеля для нагрева воды. Недостаток такого способа — отсутствие обогрева при пропадании электричества. Впрочем, вопрос с электроэнергией можно решить применением бензинового генератора.
• Защита от ультрафиолета. Чтобы защитить полимер от разложения на солнце, наружную оболочку бака придется покрасить темной краской — любая из них неплохо держится на пластиковой поверхности. Для подстраховки можно соорудить небольшой навес на четырех опорах вокруг резервуара.
• Защита от вандалов. Любая емкость большого объема — полезная находка в любом бытовом хозяйстве, поэтому собственнику придется решать проблему ее сохранения во время отсутствия на участке. Один из вариантов — сделать каркас из перекрещивающихся верху U-обратных труб и поместить их концы в землю, залив бетоном.

Рис. 7 Накопительная емкость для водоснабжения — варианты размещения под землей

Подземное размещение. Под землю рационально устанавливать накопительные баки большого объема, такой вариант имеет следующие особенности:

• Подземный накопительной бак используют в случаях, когда дебит источника очень мал, а объемы водопотребления в доме значительны. В этом случае, чтобы обеспечить постоянное водообеспечение, объем резервуара должен быть довольно большим.
• Также большой накопительной бак полезен случаях, когда на участке длительный временной интервал отсутствует вода (засуха и как следствие падение динамического уровня в колодцах, скважинах). В этом случае емкость можно наполнить водой из машины-водовозки.
• Далеко не каждый резервуар можно разместить в доме — емкости большого объема просто не пройдут через оконные и дверные проемы. Помещение в грунт полностью решает данную проблему — объем резервуара в этом случае практически не ограничен.
• Установка бака под землю разом решает все трудности наружного монтажа, обеспечивая эффективную защиту от промерзания, ультрафиолета и вандалов.
• Отпадает необходимость в сливе воды при переполнении бака и его очистке — водный поток не имеет смысла направлять в землю. Чтобы почистить резервуар от грязи, приобретают изделие с широкой горловиной, обеспечивающей возможность спуска человека.
• Важное преимущество подземного размещения — крупногабаритный бак не отнимает пространство на участке или в доме.
• Основной недостаток закапывания емкости в землю — дополнительные расходы при проведении земляных работ и обсыпки резервуара цементно-песчаной смесью. Засыпка цементным раствором, который при напитывании водой и высыхании создаст жесткую скорлупу, необходима для предотвращения сдавливания оболочки бака грунтом.

Некоторые хозяева устанавливают емкости в бетонные или с укрепленными различными материалами стенками ямы, однако при таком варианте придется решать задачу утепления резервуара зимой.

Рис. 8 Схема подключения емкости к магистральному водопроводу

Принцип работы и обвязка накопительного бака в бытовой системе водообеспечения

Система водообеспечения с накопительным баком, расположенным внизу дома, работает по следующему алгоритму.

Погружной или поверхностный электронасос, насосная станция при включении накачивают воду в накопительный резервуар.

Обычно она подается через систему фильтров в верхний резьбовой патрубок. После заполнения бака всасывающий электронасос необходимо отключить. Этого добиваются следующими способами:

• Используют внутри камеры поплавковый клапан, установленный в верхней точке. Как только водный уровень достигнет заданного порога, поплавок всплывает и механизм перекрывает водный поток. Электронасос или насосная станция начинают работать на закрытый кран, напор в водопроводе повышается и при достижении определенного порога (обычно это 3 бара) реле давления отключает всасывающий агрегат.
• Применяют поплавковый выключатель. При таком варианте внутрь бака помещают поплавок, подключенный в цепь питания всасывающего воду электронасоса. Как только вода достигает определенного уровня, всплывший поплавок размыкает контакты и подача питания на электронасос прекращается — поступление воды в резервуар останавливается.

Также вверху бака имеется или делают отверстие, которое используют для подключения переливного трубопровода. Он при возникновении аварийных ситуаций в случае несрабатывания или поломки поплавка направляет водный поток за дом или в канализацию.

Стоит отметить, что на пути подающего воду трубопровода обязательно устанавливают один или два фильтра очистки от песка. Обычно это самопромывной фильтр с манометром и второй картриджного типа в колбе.

Рис. 9 Пример схемы обвязки бака с запиткой от погружного скважинного насоса и водопроводной магистрали

Также при разводке монтируют две магистрали — подачи воды непосредственно от всасывающего электронасоса во внутренний водопровод и в накопительную емкость. При этом предусматривают возможность отключения одной или другой ветви при помощи отсечных шаровых кранов.

Воду из резервуара обычно направляют во внутреннюю водопроводную магистраль дома при помощи насосной станции. Она имеет в своем составе помимо центробежного насоса, реле давления, манометр и гидравлический аккумулятор.

Если давление на участке от накопительного бака до кранов и сантехнических приборов ниже определенного порога (обычно это 1,5 бар), реле давления замыкает контакты питания насоса, и он начинает нагнетать в трубопровод воду. При достижении напорного уровня в 3 бара насосная станция отключается. Гидравлический аккумулятор станции служит для компенсации гидроударов, корректной работы реле давления, создает в магистрали дополнительный водный запас.

Также внизу накопительного резервуара в самом дне или очень близко от его поверхности устанавливают сливной (дренажный) кран. Он служит для слива загрязненной воды после очистки емкости или в результате ее заражения бактериями, потери своих вкусовых качеств от длительного хранения.

Если накопительную емкость запитывают от централизованной водопроводной магистрали с гарантированно высоким качеством воды, фильтры на пути водного потока не устанавливают и напрямую заводят трубопровод в резервуар.

Читайте также:  Схема подключения гидроаккумулятора к насосу в системе водоснабжения

Для обвязки бака обычно используют трубы из полипропилена или металлопластика. Первые соединяют при помощи пайки, вторые —  посредством прессовых или компрессионных фитингов.

Накопительная емкость для водоснабжения — схемы монтажа

Существует несколько способов обеспечения водой домов при помощи накопительных емкостей. Также стоит отметить, что рассмотренный выше вариант работы с насосной станцией для наполнения внутреннего водопровода с определенным напором после накопительной емкости не является единственным.

Рис. 10 Конструкция насосной станции

С гидравлическим аккумулятором

Гидравлический бак — неотъемлемая часть любого водовсасывающего погружного и поверхностного насосного оборудования за исключением агрегатов с частотным управлением. Он задает временные интервалы включения и отключения электронасоса при работе автоматики, предотвращает гидроудары, обеспечивает некоторый водный запас. Обычно емкость такого бака невелика и не превышает 20 литров в насосных станциях.

Но если взять гидроаккумулятор большого объема, то его вполне можно использовать и для накопления водных ресурсов. Гидравлические баки выпускают больших объемов, однако при их использовании следует учитывать тот фактор, то заполняются они не полностью. Так как вода поступает в растягивающуюся внутреннюю резиновую мембрану и ее расширение ограничивается закачанным внутрь резервуара воздухом, то примерно 30% емкости гидробака остается свободной.

Применение данного метода ограничивается высокой стоимостью гидроаккумуляторов больших габаритных размеров, к примеру, гидробак объемом 300 л, который примерно равен обычному пластиковому в 200 л (его средняя цена 3300 руб.) стоит от 9000 до 20000 руб.

Впрочем, преимущества использования гидроаккумулятора в сравнении с обычной емкостью налицо. Значительно упрощается монтаж, не требуется второй электронасос или насосная станция для наполнения внутреннего водопровода, дополнительная запорная арматура, поплавки, экономится электроэнергия. К тому же один гидроаккумулятор намного надежнее в работе, чем пластиковый бак с большим количеством соединений в обвязке, дополнительным насосным оборудованием. И наконец решающий аргумент в пользу крупногабаритного гидроаккумулятора – он заменяет свой аналог меньшего объема, то есть из его цены можно вычесть стоимость маленького.

В принципе сразу или в долговременной перспективе гидроаккумуляторный крупногабаритный бак может оказаться намного выгоднее и практичнее емкости из пластика.

Рис. 11 Схема водоснабжения дома с гидробаком

Расширительного бака с насосной станцией

Использование насосной станции после бака — основная схема водоснабжения частного дома с накопительной емкостью. Ее преимущества — относительно низкая стоимость станции и нахождение в одном модуле электронасоса, манометра и гидробака, что существенно упрощает монтаж. Также встроенный гидроаккумулятор препятствует повреждению трубопроводов и оборудования от гидроударов.

Существенный недостаток насосных станций, а именно шум при работе, может быть устранен использованием высокотехнологичного оборудования от Грундфос с водяным охлаждением электродвигателя. Также некоторые насосы и насосные станции от ведущих мировых производителей сделаны по инновационной технологии с частотным регулированием скорости вращения вала электродвигателя. То есть, агрегат отслеживает и стремится поддерживать постоянное давление в системе, плавно изменяя обороты вращения рабочего колеса. В результате отпадает необходимость в применении крупногабаритного гидроаккумуляторного бака.

Понятно, что стоимость высокотехнологичного насосного оборудования в несколько раз выше традиционных водозаборных агрегатов.

Рис. 12 Схема водоснабжения с накопительным резервуаром и насосной станцией

С погружным электронасосом

Помимо поверхностных электронасосов или насосных станций для подачи воды из емкости во внутренний трубопровод, можно использовать глубинные скважинные электронасосы.

Однако такой вариант применяют довольно редко из-за того, что погружные агрегаты обладают высокими стоимостью и производительностью, что совершенно не требуется для водозабора из емкости.

К тому же при подключении погружных электронасосов придется дополнительно искать место в помещении для размещения гидроаккумулятора, манометра, реле давления и сухого хода.

В принципе можно использовать вместо скважинного электронасоса бюджетную вибрационную помпу, обладающую намного меньшей производительностью. Однако из-за вибраций при ее работе резко возрастает вероятность разгерметизации соединений в резервуаре.

Рис. 13 Накопительная емкость для водоснабжения и погружной насос внутри

С повысительным насосом

Специальный электронасос, повышающий давление в магистрали, эффективно использовать при размещении накопительного бака вверху на чердаке дома. В состав агрегата входят реле потока и непосредственно сам насос вихревого принципа действия. Электронасос включают в разрыв трубопровода в любом положении по вертикали или горизонтали, он функционирует по следующему принципу.

При включении крана протекающий водный поток поднимает флажок (заслонку) реле потока, которая в свою очередь замыкает внутренние контакты встроенного герконового реле. На электронасос подается напряжение, и он начинает проталкивать воду, повышая таким образом давление в системе. Повысительный электронасос может работать в автоматическом режиме от реле потока, принудительном при ручном включении, также предусмотрена возможность отключения агрегата. Данные режимы устанавливают на блоке управления насоса.

В принципе можно использовать повысительный насос и в системе с нижней установкой накопительной емкости, если не обращать внимание на гидроудары или дополнительно установить гидроаккумулятор. Однако в этом случае при пользовании водой его придется включать вручную. Второй вариант — разместить повысительный насос на вертикальном участке трубопровода перед водопотребляющим оборудованием или кранами с таким расчетом, чтобы водный поток через реле мог запустить агрегат.

Впрочем, такой вариант использования и подключения повысительного насоса редко или практически никто не использует.

Рис. 14 Схема водоснабжения с повысительным насосом и верхним накопительным резервуаром

Без электронасоса

При определенной смекалке и технической подготовке можно реализовать автономное водоснабжение частного дома с накопительным резервуаром и одной насосной станцией (рис. 15). Разводка в этом варианте делается с рядом обратных клапанов, отсекающих нежелательные водные потоки, а водообеспечение происходит следующим образом.

При работе насосная станция заполняет водопровод и накопительный бак через обратные клапаны, расположенные на байпасе (1), в линии электронасоса (2) и на верхнем входе резервуара (3). После наполнения магистрали и бака водой поплавок внутри емкости всплывает и перекрывает подачу воды в камеру. Давление в замкнутом контуре от бака, внутреннего водопровода до скважины повышается, и насосная станция выключается через реле.

Когда происходит водопотребление, насос при падении давления включается и начинает одновременно всасывать воду из скважины и снизу накопительной емкости через открывшийся обратный клапан 4.

Рис. 15 Схема разводки с одной насосной станцией

Стоимость и производители накопительных емкостей

На отечественном рынке чаще других встречаются накопительные емкости следующих торговых марок:

Aquatech. Бренд российской компании, производителя широкого ряда насосного оборудования, фильтров для воды, различного типа емкостей из полиэтилена низкого давления и полипропилена.

Баки Aquatech для воды выпускают из экологически чистого пищевого полиэтилена черного или синего цветов, нередко с идущими в комплектации поплавками. Производитель дает гарантийный срок на свою продукцию (накопительные баки) в 50 лет.

Средняя стоимость резервуара Aquatech объемом 200 литров — 3600 руб.

ЭкоПром. Торговая марка российского производителя с предприятием в городе Клин Московской области. Компания специализируется на выпуске разного вида крупногабаритных емкостей ротационным способом. Средняя стоимость емкости из полиэтилена низкого давления цилиндрической формы объемом 200 литров — 3500 руб.

Polimer Group. Это компания, позиционирующая себя как производитель без производственных площадей, и сбытовая структура. Поэтому логично предположить, что под брендом Polimer Group реализуется товар китайского производства. Накопительные баки торговой марки Polimer Group выпускают из LLDPE — линейного полиэтилена низкой плотности высокого давления методом ротационного формования. Средняя стоимость бака объемом 200 литров около 3300 руб.

Рис. 16 Накопительная емкость для водоснабжения — стоимость от разных производителей

Накопительная емкость для водоснабжения — оптимальный вариант водоснабжения индивидуальных домов или квартир при низком напоре в системе, периодическом отсутствии подачи воды. Обычно резервуары устанавливают в подвалах или на нижних этажах домов, подавая воду во внутренний водопровод при помощи насосных станций.

Какие есть виды насосной станции?

Существует много разных видов насосных станций, включая:

1. Насосные станции для воды: это устройства, используемые для подачи воды из источника, такого как колодец, река или водозаборный скважина, на высокую высоту.

2. Насосные станции для отопления: это устройства, используемые для перемещения теплоносителя, такого как вода, горячее водяное или теплоноситель на отопительные системы.

3. Насосные станции для кондиционирования воздуха: это устройства, используемые для перемещения холодного или горячего воздуха в кондиционеры или системы вентиляции.

4. Насосные станции для вакуумных систем: это устройства, используемые для создания вакуума в технологических процессах.

5. Насосные станции для пожаротуш

Насосные станции могут быть различных типов, в зависимости от их применения и рабочих условий. Основные типы насосных станций:

1. Насосные станции для водоснабжения: такие станции используются для накачивания воды из одного источника в другой.

2. Насосные станции для отопления: такие станции используются для распределения теплоносителя в системе отопления.

3. Насосные станции для кондиционирования воздуха: такие станции используются для распределения воздуха в системе кондиционирования воздуха.

4. Насосные станции для пожаротушения: такие станции используются для пожаротушения и предотвращения пожаров.

5. Насосные станции для промышленных процессов: такие станции используются в промышленных

К сожалению, в предыдущих вопросах не было указано, с чего начинать продолжение ответа. Пожалуйста, задайте более конкретный вопрос.