Principio di funzionamento e progettazione di una tipica stazione di pompaggio per l'approvvigionamento idrico

Credimi, una casa privata può essere dotata di un livello di comfort così elevato che viverci diventerà molto più conveniente che in un appartamento di città.In ogni caso, la fornitura d'acqua può essere utilizzata con non meno comodità. Allo stesso modo, per avere l’acqua basterà aprire il rubinetto, cosa ancora poco compatibile con le infrastrutture suburbane, siete d’accordo?

Ma questo non è affatto un sogno “roseo”. Per realizzare l'idea, è sufficiente includere una stazione di pompaggio nello schema di approvvigionamento idrico. Farà una quantità colossale di lavoro fisico difficile per i suoi proprietari. È vero, per collegarlo e utilizzarlo correttamente, è necessario conoscere bene la progettazione dell'apparecchiatura.

Ti offriamo preziose informazioni sulle specifiche dell'utilizzo di questa tecnologia. Il nostro articolo ti aiuterà a comprendere il principio di funzionamento della stazione di pompaggio e ti introdurrà alle regole di installazione. Le informazioni che forniamo sono integrate da schemi estremamente chiari, raccolte di foto e video tutorial.

Progettazione di stazioni di approvvigionamento idrico

Per l'organizzazione fornitura d'acqua in una casa privata i negozi offrono stazioni di pompaggio sotto forma di un'unità compatta composta da un serbatoio idraulico, un'unità di automazione e un'elettropompa. È anche possibile assemblare un'installazione simile di approvvigionamento idrico da singole parti e apparecchiature.

Entrambe le opzioni sono accettabili, ma è meglio scegliere un kit già pronto con la garanzia del produttore. Ciò risulterà più economico e più pratico per la manutenzione futura.

Principali componenti operativi

Il design di una stazione di pompaggio per l'approvvigionamento idrico assemblata in fabbrica differisce da una pompa di superficie in presenza di un sistema di controllo della pressione.

La composizione comprende i seguenti componenti funzionali:

1. Elettropompa di superficie.
2. Accumulatore idraulico con nipplo e bulbo interno in gomma.
3. Manometro.
4. Pressostato.
5. Raccordi di collegamento.

Per aspirare l'acqua, ad esso è collegato un tubo di aspirazione con una valvola di ritegno e un filtro. E una linea è collegata all'uscita dell'impianto, trasportando il liquido pompato ai punti di consumo. Inoltre, se la stazione dispone di filtro e valvola integrati, non è necessario integrare il tubo di aspirazione con essi.

La stazione di pompaggio è un insieme di apparecchiature, tra cui un serbatoio idraulico, un pressostato, un manometro e un'elettropompa di superficie diretta. Se esiste la possibilità che l'unità funzioni in uno stato di “marcia a secco”, si consiglia di acquistare pompe automatiche dotate di un regolatore di flusso e di un'unità di automazione (+)

Un serbatoio a membrana idraulica, accoppiato ad una pompa centrifuga, è in grado di mantenere una pressione di 1,5 atmosfere nella rete idrica del cottage. Questo è abbastanza per il funzionamento stabile di tutti gli elettrodomestici installati nelle case private. Inoltre, la maggior parte dei modelli accumulatori idraulici progettato per 4,5 atmosfere di massima pressione possibile, che è più che sufficiente anche per un cottage di due o tre piani.

La stazione automatica è compatta e non richiede un pesante getto di calcestruzzo dell'area sottostante l'attrezzatura. Il suo elemento più grande è un serbatoio di stoccaggio dell'acqua. Tuttavia, la sua installazione richiede un locale separato a causa del rumore creato durante il funzionamento. Molto spesso, l'intera installazione viene installata al piano terra o nel seminterrato, dove è più conveniente gestirla e mantenerla.

Maggiore è la capacità del serbatoio dell'accumulatore idraulico, meno spesso sarà necessario accendere il motore della pompa e minore sarà l'usura (+)

Una soluzione un po 'costosa, ma abbastanza ragionevole per posizionare l'attrezzatura può essere un cassone, in cui può essere posizionato sia l'intero complesso di unità che una pompa automatica senza serbatoio idraulico installato in casa. L'opzione economica per l'ubicazione della stazione nella dacia prevede la costruzione di un padiglione separato che protegge l'unità dalla negatività atmosferica.

Funzionamento e caratteristiche della centrale

Il compito dell'automazione che controlla la stazione di pompaggio è monitorare la pressione nel sistema e accendere/spegnere il motore della pompa idraulica secondo necessità. Per fare ciò, la centralina accende il manometro e relè. Il primo controlla la pressione attuale e il secondo controlla la pompa.

Gli elementi principali del relè sono due molle. Quello grande è configurato per chiudere il circuito alla pressione più bassa nel serbatoio a membrana, quando c'è poca acqua al suo interno. E quello più piccolo controlla la pressione massima, aprendo il circuito quando viene raggiunta l'ultima.

Il pressostato avvia automaticamente la pompa della stazione, ad esempio, quando la pressione scende a 1,4 bar e la spegne quando viene raggiunto il valore massimo specificato dal produttore. Non è consigliabile modificare le impostazioni di fabbrica del relè, perché sono progettati per le capacità delle valvole di intercettazione

Quando si acquista una stazione di pompaggio per il funzionamento in circuiti con possibilità di funzionamento a breve termine senza acqua, è necessario prestare attenzione alla presenza di un dispositivo di controllo del flusso.

È progettato per proteggere il motore dal surriscaldamento in caso di mancanza d'acqua nella presa d'acqua. In tali unità l'unità di controllo si concentra non sui valori massimi di pressione, ma sulla riduzione della portata.

Con quanta competenza selezionare una stazione di pompaggio per organizzare un cottage estivo, il nostro articolo proposto ti aiuterà a capirlo. Oltre a preziosi consigli per gli acquirenti di attrezzature, fornisce una valutazione delle migliori offerte sul mercato interno.

Interazione della pompa con l'accumulatore idraulico

La capacità del serbatoio a membrana viene selezionata tenendo conto del volume del consumo di acqua. Per una coppia sposata sarà sufficiente un'opzione da 25-40 litri, ma per una famiglia composta da più persone dovrai selezionare un dispositivo da 100 litri.

Si consiglia di acquistare serbatoi inferiori a 15 litri solo per l'uso stagionale in campagna. A causa del costante pompaggio dell'acqua, la membrana al loro interno si consuma rapidamente.

Nello stato iniziale, l'aria viene pompata nel serbatoio idraulico attraverso un nipplo (valvola dell'aria), creando una pressione di 1,5 atm.Durante il funzionamento, l'acqua viene pompata nella membrana sotto pressione, comprimendo la “riserva” d'aria. Quando il rubinetto è aperto, l'aria compressa spinge fuori l'acqua

Si ritiene che maggiore è la capacità, maggiore sarà la durata dell'attrezzatura di pompaggio, poiché il numero di cicli di accensione/spegnimento sarà ridotto. Tuttavia, un serbatoio di grande capacità costa molto.

Secondo le regole, il serbatoio idraulico viene selezionato sulla base di calcoli, in base ai valori della pressione di accensione e spegnimento indicati dal produttore, e al flusso d'acqua effettivo con i punti di presa dell'acqua aperti contemporaneamente.

La riserva di fluido in un serbatoio idraulico corrisponde solitamente a circa un terzo del volume totale del serbatoio. Tutto lo spazio rimanente è dedicato all'aria compressa, necessaria per mantenere costante la pressione dell'acqua nei tubi.

Se un accumulatore idraulico è integrato in un sistema di approvvigionamento idrico per ridurre al minimo i rischi associati agli accumulatori idraulici, è possibile selezionare il serbatoio di piccole dimensioni. In questo caso non è il volume del contenitore ad essere importante, ma la presenza della membrana e dell'aria dietro di essa. Sono loro che, se succede qualcosa, subiranno il colpo, attenuandone le conseguenze.

Le prestazioni della pompa devono corrispondere al volume del serbatoio a membrana (per una capacità di 20–25 litri si consiglia di prendere una pompa idraulica da 1,5 m3/h, per 50 litri - 2,5 m3/h e per un serbatoio da 100 litri - almeno 5 m3/h)

La stazione di pompaggio automatica funziona in due cicli:

1. Innanzitutto, l'acqua viene pompata nell'accumulatore dalla presa d'acqua mediante una pompa, creando al suo interno una pressione dell'aria in eccesso.
2. Quando si apre il rubinetto della casa, il serbatoio a membrana viene svuotato, dopodiché l'automazione riavvia l'attrezzatura di pompaggio.

La progettazione di un accumulatore idraulico per una stazione di pompaggio dell'approvvigionamento idrico è estremamente semplice.È costituito da un corpo metallico e da una membrana sigillata che divide l'intero spazio interno in due parti. Il primo contiene aria e il secondo viene pompato con acqua.

La pompa pompa il liquido nel serbatoio a membrana solo quando la pressione nell'impianto scende a circa 1,5 atm; quando viene raggiunto il valore di pressione massimo specificato, la stazione si spegne (+)

Una volta riempito l'accumulatore, il relè spegne la pompa. L'apertura del rubinetto del lavabo fa sì che l'acqua spremuta dalla pressione dell'aria sulla membrana fluisca gradualmente nel sistema di approvvigionamento idrico. Ad un certo punto, il serbatoio viene svuotato a tal punto che la pressione si indebolisce. Successivamente la pompa si riaccende, riavviando il ciclo di funzionamento della stazione di pompaggio.

Quando il serbatoio è vuoto, la membrana divisoria viene schiacciata e premuta contro la flangia del tubo di ingresso. Dopo aver acceso la pompa idraulica, la membrana si espande con la pressione dell'acqua, comprimendo la parte d'aria e aumentando la pressione dell'aria al suo interno. È questa interazione gas-liquido attraverso una barriera mutevole che è alla base del principio di funzionamento del serbatoio a membrana della stazione di pompaggio.

Criteri di scelta dell'attrezzatura

Le stazioni di pompaggio costruite in fabbrica sono dotate di una pompa idraulica di superficie, spesso dotata di un eiettore interno o esterno. Gli accumulatori idraulici possono tuttavia essere utilizzati anche con apparecchiature di pompaggio sommergibili, ma ricevono il termine tecnico leggermente diverso "sistema di pompaggio".

Quando si opera in tandem con una stazione, i serbatoi a membrana possono avere un volume inferiore rispetto ai serbatoi idraulici per sistemi con pompe sommergibili. Ciò è dovuto al fatto che le unità di pompaggio sommerse hanno tempi di accensione e spegnimento orari consentiti inferiori rispetto alle macchine di pompaggio di superficie.

Le stazioni di pompaggio, completamente predisposte per il funzionamento nello stabilimento di produzione, devono solo essere collegate alle tubazioni e all'alimentazione adeguate (+)

Pompe di superficie, avendo un eiettore interno, presentano gravi restrizioni sulla profondità della presa dell'acqua. Possono sollevare l'acqua solo da 7-8 metri. Tuttavia, producono una potente pressione dell'acqua all'uscita con una colonna d'acqua di 40–60 metri (4–6 bar).

L'espulsore interno non teme gli inceppamenti d'aria. Prima pompano aria senza conseguenze negative per se stessi, quindi iniziano a pompare acqua dal pozzo nel sistema.

Lo svantaggio principale delle stazioni con eiettore interno è l'elevato livello di rumore durante il funzionamento. Se questi modelli di apparecchiature di pompaggio per l'approvvigionamento idrico autonomo sono previsti per l'installazione in una casa onesta, si consiglia di farlo solo in locali tecnici con un buon isolamento acustico.

Utilizzo espulsore remoto permette di prelevare acqua da profondità fino a 50 metri. Queste pompe sono più economiche, ma hanno una bassa efficienza (non più del 40%). Ma fanno molto meno rumore degli analoghi con eiettore incorporato.

La scelta della tipologia del gruppo di pompaggio per una stazione dipende dalle caratteristiche qualitative del mezzo previsto per il pompaggio:

Determinazione dell'ubicazione di una stazione di approvvigionamento idrico

Quando si sceglie una posizione per una stazione di pompaggio, è necessario concentrarsi sulle caratteristiche della pompa idraulica. Ogni dieci metri di tubo orizzontale tra la fonte d'acqua e la pompa riduce la sua capacità di aspirazione di 1 m.

Se si prevede che vengano separati su una distanza superiore a dieci metri, è necessario selezionare il modello dell'unità di pompaggio con una profondità di aspirazione maggiore.

Una stazione automatica per un sistema di approvvigionamento idrico autonomo può essere posizionata:

• per strada in un cassone vicino a un pozzo;
• in un padiglione coibentato realizzato appositamente per le apparecchiature di pompaggio;
• nel seminterrato della casa.

L'opzione esterna fissa fornisce disposizione del cassone e posare un tubo a pressione da esso al cottage sotto il livello di congelamento del suolo. Quando si installa una tubazione che funziona tutto l'anno, è obbligatoria la sua posa al di sotto della profondità di congelamento stagionale.

Quando si installano condotte estive temporanee per il periodo di residenza nella dacia, la tubazione non viene interrata al di sotto di 40 - 60 cm o posata in superficie.

Un seminterrato caldo e ventilato con isolamento acustico è il luogo ideale per installare una stazione di pompaggio, dove essa e i tubi di alimentazione dell'acqua non si congelano sicuramente in inverno (+)

Se installi la stazione in un seminterrato o in un seminterrato, non dovrai preoccuparti del congelamento della pompa in inverno. Devi solo posizionare il tubo di aspirazione sotto la linea di congelamento del terreno in modo che non si congeli in caso di freddo estremo.

Spesso viene perforato un pozzo direttamente in casa, riducendo quindi significativamente la lunghezza della tubazione. Ma tale perforazione non è possibile in ogni cottage.

L'installazione delle stazioni di pompaggio dell'approvvigionamento idrico in un edificio separato è possibile solo se l'apparecchiatura viene utilizzata durante periodi di temperature positive. Tuttavia, per le zone con temperature invernali molto basse, questa opzione, progettata per funzionare tutto l'anno, deve essere isolata o installata un sistema di riscaldamento. È meglio installare immediatamente la stazione di pompaggio direttamente nella casa riscaldata.

Quando si sceglie una posizione per una stazione di approvvigionamento idrico, è necessario tenere conto dei limiti di temperatura specificati nel passaporto dal produttore:

Parametri di pressione nell'accumulatore

Per il corretto funzionamento degli impianti idraulici domestici nella fornitura idrica del cottage, è necessario mantenere una pressione di 1,4–2,6 atmosfere. Per evitare che la membrana dell'accumulatore si usuri troppo rapidamente, i produttori consigliano di impostare una pressione al suo interno di 0,2–0,3 atm superiore alla pressione del rubinetto.

La pressione nella rete idrica di una casa a un piano è solitamente di 1,5 atm. Questa figura deve essere utilizzata come punto di partenza durante la regolazione del serbatoio idraulico. Ma per gli edifici residenziali più grandi, la pressione deve essere aumentata in modo che ci sia acqua in tutti i rubinetti più lontani dal montante. Ciò richiede calcoli idraulici più complessi, tenendo conto della lunghezza e della configurazione delle tubazioni, nonché del numero e del tipo di impianti idraulici.

Puoi semplicemente calcolare la pressione richiesta per la fornitura di acqua interna utilizzando la formula:

(H+6)/10,

dove “H” è l'altezza dalla pompa al punto più alto di fornitura d'acqua all'impianto idraulico all'ultimo piano della casa.

Tuttavia, se l'indicatore calcolato pressione nella fornitura idrica autonoma supereranno le caratteristiche consentite degli impianti idraulici e degli elettrodomestici esistenti, quindi quando viene impostata tale pressione, falliranno. In questo caso, è necessario selezionare una diversa disposizione dei tubi dell'acqua.

La pressione nella parte dell'aria dell'accumulatore viene regolata attraverso la bobina scaricando l'aria in eccesso o pompandola con una pompa per auto

Possibili problemi con l'installazione

Se la pompa si accende e poi si spegne troppo spesso, è necessario controllare immediatamente la pressione dell'aria nell'accumulatore. Se gli indicatori sono sottostimati, sarà necessario pomparlo.Ma sarà possibile risolvere il problema in questo modo solo se la membrana e il corpo del serbatoio non saranno danneggiati. Qui, solo contattare un centro di assistenza con riparatori aiuterà.

Il nipplo per il pompaggio dell'aria si trova spesso sul lato del serbatoio opposto all'ingresso dell'acqua, ma sono possibili anche opzioni laterali

Se sul nipplo della valvola dell'aria compaiono gocce d'acqua, l'accumulatore deve essere immediatamente scollegato dalla rete idrica. Questo è un segno diretto di danno alla membrana. In una situazione del genere, non puoi fare a meno di sostituirlo. L'aria non dovrebbe entrare nel sistema di approvvigionamento idrico di una casa privata attraverso un serbatoio a membrana.

Se la pompa non vuole accendersi affatto, dovresti guardare regolazione del pressostato. Ci sono momenti in cui è impostata una pressione troppo alta. Ma è anche possibile che dell'aria penetri nel tubo di aspirazione, provocando l'attivazione della protezione contro il funzionamento a secco.

Vantaggi di un gruppo pompa con serbatoio idraulico

L'unità pompa è parte integrante di un sistema di approvvigionamento idrico autonomo. Fornisce l'approvvigionamento idrico da un pozzo o da un pozzo, la cui distribuzione dell'acqua attorno al cottage viene effettuata attraverso il funzionamento della pompa stessa, l'utilizzo di un serbatoio dell'acqua o l'utilizzo di un accumulatore idraulico.

L'installazione idropneumatica di sollevamento dell'acqua e il serbatoio dell'acqua sono progettati per mantenere una pressione costante nel sistema di approvvigionamento idrico interno

L'uso di una sola pompa per distribuire l'acqua in un cottage è associato a molti problemi. Con questa disposizione approvvigionamento idrico autonomo le apparecchiature di pompaggio sono costrette ad accendersi e spegnersi costantemente, motivo per cui la loro durata è drasticamente ridotta. E in una situazione in cui viene interrotta l'elettricità, la casa rimane senza acqua.

Per ridurre l'usura delle pompe e proteggere la casa in caso di incidenti sulle reti elettriche, nel sistema di approvvigionamento idrico della casa è incluso un ulteriore dispositivo di accumulo. Può trattarsi di un serbatoio d'acqua in soffitta, da cui l'acqua scorre per gravità verso gli impianti idraulici, o di un accumulatore idraulico che mantiene artificialmente la pressione nella rete (noto anche come serbatoio a membrana o serbatoio idraulico).

In entrambi i casi, la pompa viene accesa per formare una riserva d'acqua nel contenitore. Solo nel secondo caso la riserva viene creata automaticamente da un sistema di controllo basato su parametri di pressione. Allo stesso tempo, il serbatoio di accumulo consente di creare una riserva idrica in caso di interruzione di corrente e un sistema con serbatoio idraulico senza elettricità non funzionerà affatto.

Tuttavia, una volta riempito, il serbatoio di accumulo è piuttosto pesante e, se installato nel sottotetto, richiede il rinforzo del soffitto e l'isolamento termico.

L'opzione con serbatoio a membrana è più comoda e pratica. Il principio di funzionamento di un sistema di approvvigionamento idrico con tale stazione di pompaggio si basa sul mantenimento artificiale della pressione dell'acqua nei tubi. La pompa stessa, che pompa l'acqua dalla presa d'acqua, viene accesa solo per riempire il serbatoio. Viene quindi fornito al sistema utilizzando aria compressa.

La pompa idraulica della stazione di pompaggio installata nel seminterrato funziona in aspirazione, il che ne consente l'utilizzo solo in falde acquifere poco profonde o con pozzi a pressione naturale dell'acqua

A differenza dell'opzione con vaso di espansione, l'installazione idropneumatica è più compatta. Inoltre, l'utilizzo di un accumulatore idraulico a membrana garantisce l'assenza di colpo d'ariete nella rete e pressione costante nei tubi di approvvigionamento idrico e semplifica anche la manutenzione del sistema di approvvigionamento idrico per i consumatori in una casa privata.

L'unico inconveniente delle stazioni di pompaggio con accumulatori idraulici è la loro dipendenza energetica. Il serbatoio di stoccaggio dell’acqua è spesso di piccole dimensioni, 25–50 litri. La pompa deve essere accesa frequentemente per riempirla e, quando le luci si spengono, la riserva d'acqua non dura molto a lungo. Per eliminare tali situazioni è consigliabile fare scorta di un generatore autonomo.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Video n.1. Da quale profondità le attrezzature di pompaggio possono sollevare l'acqua?

Video n.2. Come assemblare da soli una stazione di pompaggio da una pompa centrifuga domestica:

Video n.3. Tutto sul principio di funzionamento dell'accumulatore idraulico incluso nella stazione di pompaggio:

I sistemi automatici e autonomi di approvvigionamento idrico consentono, quando si vive in una casa di campagna, di non preoccuparsi di trasportare l'acqua in secchi. Grazie al loro design semplice, le stazioni di pompaggio sono facili da installare e manutenere.

Quasi chiunque può installarli. Fortunatamente, esistono molte configurazioni di apparecchiature di pompaggio di vario tipo con accumulatori idraulici; per ogni cottage è possibile selezionare la soluzione ottimale.

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