Načelo delovanja in zgradba tipične črpalne postaje za oskrbo z vodo

Verjemite, zasebno hišo je mogoče opremiti s tako visoko stopnjo udobja, da bo bivanje v njej veliko prijetnejše kot v mestnem stanovanju. V vsakem primeru je vodo napeljavo mogoče uporabljati z enako udobnostjo. Prav tako bo za pridobivanje vode potrebno le odpreti pipo, kar pa še ni povsem združljivo s podeželsko infrastrukturo, se strinjate?

In to sploh ni 'bleščeča' sanja. Za uresničitev zamisli je dovolj, da v shemo oskrbe z vodo vključite črpalno postajo. Opravila bo za lastnike ogromno količino težkega fizičnega dela. Res pa je za njeno pravilno priključitev in uporabo treba dobro poznati zgradbo opreme.

Ponujamo vam dragocene informacije o posebnostih uporabe omenjene opreme. Naš članek vam bo pomagal razumeti načelo delovanja črpalne postaje in vas seznanil s pravili namestitve. Informacije, ki smo jih predstavili, so dopolnjene s skrajno jasnimi shemami, fotogalerijami in video navodili.

Zgradba postaje za dovod vode

Za organizacijo oskrbe z vodo v zasebni hiši trgovine ponujajo črpalne postaje v obliki kompaktne enote, sestavljene iz hidroakumulatorja, krmilne enote in električne črpalke. Prav tako je mogoče takšno napravo za dovod vode sestaviti iz posameznih delov in opreme.

Obe možnosti sta sprejemljivi, vendar je bolje izbrati že pripravljen komplet s proizvajalčevo garancijo. To bo cenejše in praktičnejše pri nadaljnjem vzdrževanju.

Glavni delovni sestavni deli

Po zgradbi se tovarniško sestavljena črpalna postaja za oskrbo z vodo razlikuje od površinske črpalke po prisotnosti krmilnega sistema glede na vrednosti tlaka.

Sestavljajo ga naslednji funkcionalni deli:

1. Površinska električna črpalka.
2. Hidroakumulator z nastavkom in notranjo gumijasto 'hruško'.
3. Manometer.
4. Tlačno stikalo.
5. Povezovalna armatura.

Za zajemanje vode se nanjo priključi sesalna cev s povratnim ventilom in mrežastim filtrom. Na izhodno odprtino naprave pa se priključi glavni vod, ki prečrpano tekočino transportira do mest porabe. Če ima postaja vgrajen filter in ventil, sesalne cevi ni treba dodatno opremljati z njima.

Črpališčna postaja predstavlja sklop opreme, ki vključuje hidravlični rezervoar, tlačno stikalo, manometer in samo površinsko električno črpalko. Če obstaja možnost delovanja agregata v stanju “suhega teka”, je priporočljivo kupiti avtomatske črpalke, opremljene s krmilnikom pretoka in avtomatskim blokom (+).

Hidravlični membranski rezervoar skupaj s centrifugalno črpalko lahko v vodovodu hiše vzdržuje tlak 1,5 atmosfere. To je povsem dovolj za stabilno delovanje vseh gospodinjskih aparatov, ki so nameščeni v zasebnih domovih. Poleg tega je večina modelov hidroakumulatorjev zasnovana za največji možni tlak 4,5 atmosfere, kar je več kot dovolj tudi za dvonadstropno ali trinadstropno hišo.

Avtomatska postaja je kompaktna in ne zahteva težkega betoniranja podlage za opremo. Njen največji element je rezervoar za vodo. Vendar pa za njeno namestitev potrebujemo ločen prostor zaradi brnenja, ki ga povzroča med delovanjem. Najpogosteje celotno napravo namestijo v pritličju ali v kleti, kjer jo je najbolj priročno uporabljati in vzdrževati.

Večja kot je zmogljivost rezervoarja hidroakumulatorja, redkeje se bo moral motor črpalke vključiti in manjša bo njegova obraba (+).

Nekoliko drag, a povsem smiseln rešitev za namestitev opreme je lahko keson, v katerem je lahko nameščen tako celoten sklop agregatov kot tudi črpalka z avtomatiko brez hidravličnega rezervoarja, nameščenega v hiši. Proračunska varianta postavitve postaje na vikendu predvideva postavitev ločenega paviljona, ki ščiti agregat pred vremenskimi vplivi.

Delovanje in značilnosti krmilne enote

Naloga avtomatike krmilne črpalke je spremljanje tlaka v sistemu in vklapljanje/izklapljanje motorja hidravlične črpalke po potrebi. V ta namen krmilna enota vključuje manometer in rele. Prvi nadzoruje trenutni tlak, drugi pa upravlja črpalko.

Osnovna elementa releja sta dve vzmeti. Večja je nastavljena tako, da sklene tokokrog pri najnižjem tlaku v membranskem rezervoarju, ko je v njem malo vode. Manjša pa nadzoruje najvišji tlak in prekine vezje, ko je ta dosežen.

Tlačni rele samodejno zažene črpalko postaje, ko tlak pade na primer na 1,4 bara, in jo ustavi, ko je dosežena najvišja vrednost, ki jo je navedel proizvajalec. Neželeno je spreminjati tovarniške nastavitve releja, saj so prilagojene zmogljivostim zapornih armatur.

Pri nakupu črpalne postaje za delo v tokokrogih z verjetnostjo kratkotrajnega delovanja brez vode je treba biti pozoren na prisotnost naprave za nadzor pretoka.

Namenjen je zaščiti motorja pred pregrevanjem v primeru pomanjkanja vode v vodnem zajetju. V takih agregatih je krmilna enota usmerjena ne na mejne vrednosti tlaka, ampak na zmanjšanje pretoka.

Pri tem, kako pravilno izbrati črpalno postajo za ureditev vikend parcele, vam bo pomagal članek, ki smo ga pripravili. Poleg dragocenih nasvetov za kupce opreme so v njem navedene tudi ocene najboljših ponudb na domačem trgu.

Interakcija črpalke s hidroakumulatorjem

Prostornina membranskega rezervoarja se izbere glede na količino porabe vode. Za par bo povsem zadostovala različica s 25–40 litri, za družino z več člani pa bo treba izbrati napravo od 100 litrov naprej.

Rezervoarje, manjše od 15 litrov, je priporočljivo kupiti le za sezonsko uporabo na počitniški hiši. Zaradi nenehnega črpanja vode se membrana v njih hitro obrabi.

V hidravličnem rezervoarju je v začetnem stanju skozi nastavek (zračni ventil) vbrizgan zrak, ki ustvarja tlak 1,5 atm. Med delovanjem se v membrano pod tlakom črpa voda, ki stiska zračno “zalogo”. Ko je pipa odprta, stisnjen zrak iztisne vodo.

Menijo, da večja kot je prostornina, dlje bo trajala črpalna oprema, ker se bo število vklopnih/izklopnih ciklov zmanjšalo. Vendar pa rezervoar velike prostornine stane precej.

V skladu s pravili se hidravlični rezervoar izbere na podlagi izračunov, ob upoštevanju vrednosti tlaka vklopa in izklopa, ki jih navede proizvajalec, ter dejanskega pretoka vode ob hkratno vključenih vodovodnih točkah.

Zaloga tekočine v hidravličnem rezervoarju običajno znaša približno tretjino celotne prostornine. Ves preostali prostor je namenjen stisnjenemu zraku, ki je potreben za vzdrževanje stalnega pritiska vode v ceveh.

Če je hidroakumulator vgrajen v vodovodni sistem za zmanjšanje tveganj, povezanih z vodnimi udari, lahko izberemo manjši rezervoar. V tem primeru ni pomembna prostornina, temveč prisotnost membrane in zraka za njo. Prav ti bodo v primeru potrebe prevzeli udarec in ublažili njegove posledice.

Zmogljivost črpalke mora ustrezati prostornini membranskega rezervoarja (za prostornino 20–25 l je priporočljivo vzeti hidravlično črpalko 1,5 m³/h, za 50 litrov – 2,5 m³/h, za rezervoar 100 l pa vsaj 5 m³/h).

Avtomatska črpalna postaja deluje v dveh ciklih:

1. Najprej se v hidroakumulator s črpalko črpa voda iz vodozajetja, pri čemer se v njem ustvarja presežni zračni tlak.
2. Ko se pipa v hiši odpre, se membranski rezervoar izprazni, nato pa avtomatika ponovno zažene črpalno opremo.

Zgradba hidroakumulatorja za črpalno postajo vodovoda je izredno preprosta. Sestavljen je iz kovinskega ohišja in tesne membrane, ki celoten notranji prostor deli na dva dela. V prvem delu je zrak, v drugi del pa se črpa voda.

Črpalka črpa tekočino v membranski rezervoar le takrat, ko tlak v sistemu pade na približno 1,5 atm; ob doseženem nastavljenem najvišjem tlaku se postaja izklopi (+).

Po polnjenju hidroakumulatorja rele izklopi črpalko. Odpiranje pipe v umivalniku povzroči, da voda, ki jo zrak pritiska na membrano, začne postopoma prehajati v sistem za oskrbo z vodo. V nekem trenutku se rezervoar izprazni do te mere, da pritisk oslabi. Po tem se črpalka ponovno vklopi, kar začne nov cikel delovanja črpalne postaje.

Pri praznem rezervoarju se membranska pregrada zmečka in pritisne ob prirobnico vstopne cevi. Po vklopu hidročrpalke se membrana poravna z vodnim pritiskom, pri tem stisne zračni del in v njem poveča tlak zraka. Prav ta interakcija plin-tekočina preko spreminjajoče se pregrade je osnova delovanja membranskega rezervoarja črpalne postaje.

Merila za izbiro opreme

Črpalne postaje tovarniške sestave so opremljene s površinsko hidročrpalko, ki ima pogosto notranji ali zunanji ejektor. Vendar pa je mogoče hidroakumulatorje uporabljati tudi s potopno črpalno opremo, vendar se zanje uporablja nekoliko drugačen tehnični izraz “črpalni sistem”.

V primeru delovanja v tandemu s postajo so lahko membranski rezervoarji manjše prostornine kot hidrorezervoarji za sisteme s potopnimi črpalkami. To je zato, ker imajo potopne črpalne enote manjše dovoljeno število vklopov/izklopov na uro kot površinske črpalne naprave.

Črpalne postaje, popolnoma pripravljene za delovanje v proizvodnem obratu, je treba le priključiti na ustrezne cevovode in električno napajanje (+).

Površinske črpalke, ki imajo notranji ejektor, imajo resne omejitve glede globine zajema vode. Dvigujejo vodo le do 7–8 metrov. Vendar zagotavljajo močan vodni pritisk na izhodu s stolpcem vode 40–60 metrov (4–6 bar).

Notranji ejektor se ne boji zračnih zapor. Najprej prečrpava zrak brez kakršnih koli negativnih posledic zase, nato pa začne v sistem črpati samo vodo iz vodnjaka.

Glavna pomanjkljivost postaj z notranjim ejektorjem je visoka raven hrupa med delovanjem. Če je te modele črpalne opreme za avtonomno oskrbo z vodo načrtovano namestiti v zasebni hiši, je to priporočljivo storiti le v pomožnih prostorih z dobro zvočno izolacijo.

Uporaba zunanjega ejektorja omogoča črpanje vode iz globin do 50 metrov. Te črpalke so bolj ekonomične, vendar imajo nizek izkoristek (največ 40%). Vendar pa oddajajo veliko manj hrupa kot analogni modeli z vgrajenim ejektorjem.

Izbira tipa črpalnega agregata za postajo je odvisna od kakovostnih značilnosti medija, ki ga nameravamo prečrpavati:

Določitev mesta za postajo za oskrbo z vodo

Pri izbiri lokacije za črpalno postajo se je treba ravnati po značilnostih hidročrpalke. Vsakih deset metrov vodoravne cevi med virom vode in črpalko zmanjšuje njeno sesalno sposobnost za 1 meter.

Če je predvidena njuna postavitev na razdaljo več kot deset metrov, je treba izbrati model črpalnega agregata s povečano globino sesanja.

Avtomatsko postajo sistema avtonomne oskrbe z vodo je mogoče namestiti:

• na prostem v kesonu blizu vrtine;
• v posebej za črpalno opremo zgrajenem izoliranem paviljonu;
• v kleti hiše.

Stacionarna zunanja možnost predvideva ureditev kesona in položitev tlačne cevi od njega do hiše pod nivojem zmrzovanja tal. Pri gradnji cevovoda, ki se uporablja celo leto, je obvezna položitev pod globino sezonskega zmrzovanja.

Pri gradnji začasnih poletnih vodov za čas bivanja na vikendu cevovod ni položen globlje od 40 – 60 cm ali pa je položen na površini.

Topla prezračevana klet z zvočno izolacijo je idealen prostor za montažo črpalne postaje, tam pozimi zagotovo ne bosta zmrznili ne postaja ne cevi za oskrbo z vodo (+).

Če postajo namestite v pritličju ali kleti, vam pozimi ne bo treba skrbeti za zmrzovanje črpalke. Treba je le položiti sesalno cev pod mejo zmrzovanja tal, da ne zmrzne v močnem mrazu.

Pogosto vrtajo vrtino kar v hiši, kar bistveno skrajša dolžino cevovoda. Vendar tako vrtanje ni mogoče v vsaki vili.

Namestitev črpališč za oskrbo z vodo v ločenem objektu je mogoča le, če oprema deluje v obdobju pozitivnih temperatur. Vendar pa je za območja z zelo nizkimi zimskimi temperaturami to možnost, namenjeno celoletnemu delovanju, treba izolirati ali urediti ogrevalni sistem. Bolje je črpališče takoj namestiti neposredno v ogrevani hiši.

Pri izbiri mesta za namestitev črpališča za vodo je treba upoštevati temperaturne meje, ki jih je proizvajalec navedel v njegovem potnem listu:

Parametri tlaka v hidroakumulatorju

Za pravilno delovanje gospodinjskih sanitarnih naprav v vodovodu vile je treba vzdrževati tlak 1,4–2,6 atmosfere. Da se membrana hidroakumulatorja ne obrablja prehitro, proizvajalci priporočajo, da v njem nastavite tlak 0,2–0,3 atm višji od vodovodnega.

Tlak v vodovodu enonadstropne hiše je običajno 1,5 atm. Od te številke je treba izhajati pri nastavitvi hidroakumulatorja. Toda za večje stanovanjske objekte je treba tlak povečati, da bo voda dosegla vse najbolj oddaljene pipe od dvižnega voda. Tu so potrebni bolj zapleteni hidravlični izračuni, ki upoštevajo dolžino in konfiguracijo cevovodov ter število in vrsto sanitarnih naprav.

Potreben tlak za hišni vodovod je mogoče poenostavljeno izračunati po formuli:

(H+6)/10,

kjer je »H« višina od črpalke do najvišje točke dovoda vode do vodovodnih napeljav v zgornjem nadstropju hiše.

Vendar če bo izračunani kazalnik tlaka v avtonomnem vodovodu presegal dovoljene značilnosti obstoječih vodovodnih in gospodinjskih naprav, potem bodo le-te ob nastavitvi takega tlaka odpovedale. V tem primeru je treba izbrati drugo shemo razvoda vodovodnih cevi.

Uravnavanje tlaka v zračnem delu hidroakumulatorja poteka preko ventila s spuščanjem odvečnega zraka ali njegovim načrpavanjem z avtomobilsko črpalko.

Možne težave pri delovanju naprave

Če se črpalka preveč pogosto vklaplja in takoj izklopi, je treba nemudoma preveriti tlak zraka v hidroakumulatorju. Pri prenizkih vrednostih ga bo treba načrpati. Toda težavo na ta način lahko odpravite le, če membrana in ohišje rezervoarja nista poškodovana. Tu vam lahko pomaga le obisk servisnega centra pri serviserjih.

Nastavek za načrpavanje zraka je največkrat nameščen na nasprotni strani vstopa vode v rezervoar, možne pa so tudi namestitve s strani.

Ob pojavu vodnih kapljic na nastavku zračnega ventila je treba hidroakumulator nemudoma odklopiti od vodovodnega sistema. To je neposreden znak poškodbe membrane. Brez njene zamenjave v takšni situaciji ni mogoče. Zrak v vodovodni sistem zasebne hiše skozi membranski rezervoar ne sme vstopati.

Če se črpalka sploh ne vklopi, je vredno pogledati nastavitev releja tlaka. Včasih je nastavljen na previsok tlak. Možen pa je tudi primer vdora zraka v sesalno cev, kar vodi do aktiviranja zaščite pred suhim tekom.

Prednosti črpalne enote s hidroakumulatorjem

Črpalni agregat je nepogrešljiv del avtonomnega sistema za oskrbo z vodo. Zagotavlja dovajanje vode iz vrtine ali vodnjaka, nadaljnji razvod po koči pa se izvaja z delovanjem same črpalke, uporabo vodohranilnega rezervoarja ali uporabo hidroakumulatorja.

Hidropnevmatska vodoodvodna naprava in vodohranilna posoda sta namenjeni vzdrževanju stalnega tlaka v hišnem vodovodnem sistemu.

Uporaba samo ene črpalke pri razdeljevanju vode po koči je povezana s številnimi težavami. Pri takšni sestavi avtonomne oskrbe z vodo je črpalna oprema prisiljena neprestano vklapljati/izklapljati, zaradi česar se njena življenjska doba močno skrajša. V primeru izpada električne energije pa hiša ostane popolnoma brez vode.

Da bi zmanjšali obrabo črpalk in zaščitili hišo pred izpadi električnega omrežja, je v sistem oskrbe z vodo vključen dodatni rezervoar. To je lahko vodni zbiralnik na podstrešju, iz katerega voda do vodovodnih naprav teče samotežno, ali pa tlačna posoda (znana tudi kot membranski rezervoar ali hidroakumulator), ki umetno vzdržuje tlak v omrežju.

V obeh primerih se črpalka vključi za ustvarjanje zaloge vode v posodi. Le v drugem primeru se zaloga ustvarja samodejno prek krmilnega sistema na podlagi tlačnih parametrov. Hkrati rezervoar omogoča ustvarjanje rezerve vode v primeru izpada električne energije, medtem ko sistem s hidroakumulatorjem brez električne energije sploh ne bo deloval.

Vendar pa je rezervoar v napolnjenem stanju precej težak in pri namestitvi na podstrešju zahteva okrepitev stropa ter toplotno izolacijo.

Različica z membranskim rezervoarjem je bolj priročna in praktična. Načelo delovanja vodovodnega sistema s takšno črpalno postajo temelji na umetnem vzdrževanju vodnega tlaka v ceveh. Sama črpalka, ki črpa vodo iz vodnega zajetja, se vključi le za polnjenje posode. Nato se voda v sistem dovaja s pomočjo stisnjenega zraka.

Hidročrpalka črpalne postaje, nameščene v kleti, deluje na sesanje, kar omogoča njeno uporabo le pri plitvih vodonosnih plasteh ali z vodnjaki z naravnim pritiskom vode.

V nasprotju z različico z ekspanzijsko posodo je hidropnevmatska naprava kompaktnejša. Poleg tega uporaba membranskega hidroakumulatorja zagotavlja odsotnost vodnih udarcev v omrežju in stalen tlak v vodovodnih ceveh ter poenostavlja vzdrževanje sistema za oskrbo z vodo v zasebni hiši.

Edina pomanjkljivost črpalnih postaj s hidroakumulatorjem je odvisnost od električne energije. Rezervoar za vodo ima pogosto majhne dimenzije, od 25 do 50 litrov. Črpalka se mora za njegovo polnjenje pogosto vklopiti, ob izpadu elektrike pa zaloga vode ne zdrži zelo dolgo. Da bi preprečili takšne situacije, je priporočljivo imeti avtonomni generator.

Zaključki in koristen video na to temo

Posnetek #1. Iz katerih globin je črpalna oprema sposobna dvigniti vodo:

Posnetek #2. Kako sam sestaviti črpalno postajo iz gospodinjske centrifugalne črpalke:

Posnetek #3. Vse o principu delovanja hidroakumulatorja, ki je del črpalne postaje:

Avtomatski avtonomni sistemi za oskrbo z vodo omogočajo, da se pri bivanju v podeželski hiši ne ubadate s prenašanjem vode v vedrih. Zaradi preproste zgradbe so črpalne postaje enostavne za namestitev in vzdrževanje.

Z njihovo namestitvijo se lahko spopade skoraj vsak. Na srečo obstaja veliko konfiguracij črpalne opreme različnih vrst s hidroakumulatorji, tako da je za vsako hišo mogoče izbrati optimalno rešitev.

Ali želite deliti svoje izkušnje z uporabo črpalne napeljave, imate vprašanja ali ste odkrili pomanjkljivosti v članku? Prosimo, napišite komentarje v spodnjem bloku.