лее 8–9 метров используется простейший насос без всяких хитрых приспособлений, а для транспортировки воды с глубин порядка 20–30 м используется эжектор: специальное устройство, опускаемое в колодец на конце шланга. С ростом глубины производительность поверхностного насоса с эжектором падает, а потребляемая мощность и сложность конструкции растет. Как результат, в области глубин около 25 метров цены на поверхностные и скважные насосы практически уравниваются, а на глубинах свыше 30 метров выгода оказывается на стороне скважных систем.
Простые поверхностные самовсасывающие насосы могут брать воду из открытых водоемов, мелких колодцев и даже скважин. Однако, максимальная глубина, с которой возможна подача воды, ограничена величиной атмосферного давления и по законам физики для реальных насосов не может превышать 7–8 метров. Большинство насосов этого типа имеет производительность до 3–5 кубометров воды в час и может создавать напор до 45–60 метров водяного столба (4,5–6 бар). Если такой насос объединить в один агрегат с мембранным гидроаккумуляторным баком и реле давления, получится автоматическая станция водоснабжения. Но следует учитывать, что каждые 10 м горизонтального участка между домом и колодцем соответствуют 1 м глубины колодца. Поэтому, если, например, глубина, с которой требуется доставить воду, составляет 8,5 м, а расстояние от коттеджа до источника воды — около 30 м, обычный поверхностный насос в этом случае не подойдет.
Тогда следует использовать поверхностный насос эжекторного типа, который теоретически способен качать воду с глубины до 40 м (такая модель подойдет и для небольшой скважины). Эжектор представляет собой водоструйный насос или трубку Вентури, в которую направляется часть воды, поднимаемой самовсасывающим насосом. Большинство автоматических станций водоснабжения с эжектором могут стабильно работать при глубине до зеркала воды 18–20 метров.
Из глубокой скважины воду извлекают погружными насосами. Их можно легко опознать по характерной форме — изготовленные из нержавейки длинные и узкие цилиндры, способные пройти в отверстие скважины небольшого диаметра (3–5 дюйма) и подать воду с большой глубины. По конструкции они, как правило, многоступенчатые. Есть модели, которые могут устанавливаться на незначительной глубине и обеспечивать небольшие объемы воды. Другие способны создавать напор до нескольких сотен метров водяного столба и выдавать до нескольких десятков и даже сотен кубометров в час.
При выборе насоса прежде всего следует обратить внимание на его технические характеристики. На бирке насоса обозначаются:
1. Максимальная производительность, измеряется в л/мин. Эта величина зависит от пропускной способности всасывающей трубы и мощности насоса. Нужно сравнить производительность насоса с требуемой потребностью в воде.
2. Глубина всасывания (м) — характеризует максимальную глубину, с которой насос может поднять воду. Нужно сравнить с глубиной колодца (скважины).
3. Максимальный напор (м) — показывает, на какую высоту насос способен поднять воду от точки всасывания до самой верхней точки. Нужно сравнить требуемую для вашего коттеджа величину гидронапора с максимальным напором насоса.
Кратко напомним, как находится потребность в воде и требуемый гидронапор. Потребность в воде принимается по таблице усредненных норм расхода воды или по расходам и количеству водоразборных точек. Требуемый гидронапор складывается из глубины колодца (скважины), длины горизонтальной магистрали, этажности здания, потерь давления на преодоление сил трения в запорной арматуре, трубах и всевозможных приборах, и нормативного напора на конечных точках водоразбора.
Для того, чтобы создать современную систему водоснабжения, одного только насоса мало. Необходим набор сопутствующего оборудования. Гидроаккумулятор играет роль промежуточной буферной емкости и служит аналогом водонапорной башни. Мембранные гидроаккумуляторы представляют собой стальную емкость, внутри которой находится резиновая мембрана, похожая на колбу или мешок, куда закачивается вода. Между мембраной и корпусом находится воздух (первоначально закачивается азот). При открывании любого крана вода начнет поступать к пользователю под заранее настроенным давлением. После частичного опорожнения бака, когда давление в нем упадет до определенной величины, электрореле включит всасывающий насос. После закрывания водоразборного крана насос некоторое время продолжит качать воду из скважины, заполняя бак и повышая давление в нем до первоначального значения. Это позволяет в несколько раз сократить количество включений-выключений, а, следовательно, существенно удлиняет срок службы насоса. Накопительный бак позволит насосу работать в щадящем режиме: закачать воду в бак — и автоматически отключиться. Гидроаккумулятор может служить в качестве емкости для создания резервного запаса воды. И в том и в другом случае его величину следует правильно подобрать.
Гидропневматические установки бывают с переменным и постоянным давлением. Как правило, используются гидропневматические установки с переменным давлением как более простые в устройстве и эксплуатации.
При включении или выключении насоса вся вода, находящаяся в автономном водопроводе, резко приводится в движение или тормозится. Это вызывает столь же резкое изменение давления в системе, называемое гидравлическим ударом. Он может стать причиной нарушения герметичности мест соединения, что повлечет за собой протечки, или отрыв водяного столба в водоподъемной трубе и падение его на насос при остановке (обычно этой силы недостаточно, чтобы прорвать трубу или разрушить насос). Поэтому, монтируя гидроаккумуляторный бак, предусматривают электропривод, который может быстро открыть при пуске и закрыть при остановке насоса дроссельную задвижку. Плавный пуск и плавная остановка насоса осуществляются контролером благодаря изменению частоты переменного тока. Программируемый контролер не только предотвратит гидравлический удар, но и поддержит постоянное давление воды в водопроводе, управляя частотой вращения насоса. Таким образом, производительность насоса будет то снижаться, то повышаться, увеличивая ресурс его работы. При недостаточном напоре воды на входе (при пониженном дебете скважины) автоматика отключит насос и будет пытаться запустить его в течение суток. При перегреве она же остановит его, а после охлаждения включит вновь. Но система работает до тех пор, пока все приборы питаются электричеством. При отключении электроэнергии дом может быть полностью обезвожен. Для подавляющего большинства насосов, устанавливаемых на современных коттеджах, возможно применение гидроаккумуляторов емкостью от 12 до 24 литров. Если же возникают частые перебои с подачей электроэнергии, лучше выбрать гидроаккумулятор большего объема для создания резервного запаса воды (250–500 литров), либо нужно переключаться на автономный электрогенератор. При возможности подключения к сельскому водопроводу не нужно им пренебрегать (даже после монтажа автономного водопровода), хотя зачастую он не отличается надежностью. При обесточенной электросети потребуется лишь «перебросить» вентилем систему на работу от другого источника воды.
По назначению внутренний водопровод подразделяется на хозяйственно-питьевой и противопожарный.
Внутренний хозяйственно-питьевой водопровод устраивают во всех жилых зданиях, имеющих канализацию. В жилых зданиях можно устраивать объединенный хозяйственно-питьевой и противопожарный водопровод или два раздельных водопровода. Внутренняя сеть трубопроводов разделяется на магистральные трубопроводы, стояки и подводки. Магистральные трубопроводы внутреннего водопровода, проложенные внизу или вверху здания, служат разводящими линиями для подачи воды к нужным участкам трубопровода или стоякам. Стояки — вертикальные участки разводящего трубопровода, по которым вода подается в подводки к санитарным приборам.
Магистральные трубопроводы прокладывают с уклоном. Уклон необходим для выпуска воздуха при заполнении труб водой и спуска воды при опорожнении линий. Уклон выражает отношение превышения начальной точки над конечной точкой трубопровода на единицу длины, т. е. i = h/L, где h — превышение начальной точки над конечной точкой заданного участка трубопровода, мм; L — длина этого участка, мм. Например, на участке длиной 2 м и величиной превышения 10 мм уклон равен i = 10/2000 = 0,005.
Уклон трубопроводов размечают с помощью рейки, уровня и шнура. Для этого выбирают какую-либо точку оси прокладываемого трубопровода. От этой точки с использованием рейки и уровня прокладывают горизонтальную линию и натягивают по ней шнур. Затем на каком-либо расстоянии от этой точки, например 2 м, откладывают от горизонтальной линии вверх или вниз, по направлению уклона, требуемое по заданному уклону расстояние и находят вторую точку оси трубопровода. При заданном уклоне, например 0,003, это расстояние составляет 3x2 = 6 мм. По полученным двум точкам натягивают шнур и размечают ось прокладываемого трубопровода. Таким же способом размечают оси подводок к приборам.
Сети внутреннего водопровода прокладывают в помещениях, температура воздуха в которых зимой выше 2 °C. В том случае, если трубопровод прокладывают в помещениях с температурой воздуха ниже 2 °C, необходимо предусматривать мероприятия, предохраняющие трубы от замерзания в них воды. Внутренний водопровод на объекте строительства монтируют в определенной последовательности: в первую очередь укладывают магистральный трубопровод, затем устанавливают стояки и прокладывают подводки к водоразборным точкам. Магистральные трубопроводы прокладывают в первом этаже преимущественно в подпольных каналах, а в подвалах — над полом. В системах водопровода с верхней разводкой трубы прокладывают под потолком верхнего этажа.
При зонном водоснабжении каждая зона имеет свои магистральные линии, которые обычно прокладывают в технических этажах. Классическая прокладка магистральных и разводящих сетей водопровода внутри зданий должна предусматриваться, как правило, открытой. При применении полимерных труб рекомендуется скрытая прокладка труб в бороздах стен и полов.