Гідрофор для глибокої свердловини: мембранний бак, реле тиску і тиск
Гідрофор для глибокої свердловини на практиці означає комплект: занурювальний насос у свердловині, зворотний клапан, мембранний бак, реле тиску і манометр у будинку. Бак тримає воду під тиском, а реле тиску вмикає насос, коли тиск падає, і вимикає його, коли тиск відновиться. Щоб усе працювало без постійного «клацання» насоса, потрібно підібрати об’єм бака до продуктивності насоса і встановити тиск повітря в баку трохи нижче порогу увімкнення.
Траншею, трубу PE від свердловини до будинку і загальні правила підключення ми розглядаємо в статті про підключення глибокої свердловини до будинку. Тут ми займаємося лише самим напірним комплектом.
Гідрофор для глибокої свердловини: з чого складається комплект
Слово «гідрофор» асоціюється з поверхневим насосом, що стоїть у підвалі. Такий насос всмоктує воду лише з неглибокого рівня, на практиці приблизно до 7 - 8 м. У бурованій свердловині вода зазвичай залягає глибше, тому насос опускають у свердловину, а в будинку залишається лише «напірна» частина комплекту.
| Елемент | Призначення | Де розташований |
|---|---|---|
| Занурювальний насос | Подає воду зі свердловини в систему | В обсадній трубі, нижче рівня води |
| Зворотний клапан | Не дає воді повернутися у свердловину після вимкнення насоса | У насосі або одразу над ним, часто також другий біля комплекту |
| Мембранний бак | Накопичує запас води під тиском і обмежує кількість пусків насоса | У будинку, у приміщенні, захищеному від морозу |
| Реле тиску (пресостат) | Вмикає і вимикає насос відповідно до встановлених порогів тиску | На фітингу біля бака |
| Манометр | Показує тиск у системі | На тому самому фітингу |
| Запірні, зливний і запобіжний клапани | Дозволяють відсікти комплект, злити воду і захищають від надлишкового тиску | Перед баком і за ним |
Насос підбирають відповідно до глибини, рівня води і дебіту свердловини. Цей етап ми описуємо в посібнику насос для глибокої свердловини. Бак і реле тиску підбирають уже під конкретний насос.
Як працює мембранний бак
Мембранний бак має всередині гумову мембрану. З одного боку знаходиться вода, з іншого повітряна подушка (іноді азотна) із заданим попереднім тиском. Коли насос подає воду, мембрана стискає повітря. Коли ви відкриваєте кран, стиснене повітря виштовхує воду в систему, а насос стоїть.
Насос запускається лише тоді, коли тиск падає до порогу увімкнення, встановленого на реле тиску. Завдяки цьому миття рук чи наливання склянки води не запускає двигун у свердловині.
Важливий момент під час покупки: об’єм, указаний на табличці, не є кількістю води, яку бак віддає між увімкненнями насоса. За типових побутових налаштувань корисний об’єм становить приблизно 25 - 35% номінального об’єму. Отже, бак на 100 л віддає близько 30 л води між вимкненням і повторним увімкненням насоса.
Який мембранний бак вибрати для свердловини
Об’єм бака підбирають відповідно до продуктивності насоса, а не кількості кранів. Виробники занурювальних двигунів рекомендують, щоб двигун після кожного пуску працював щонайменше близько 1 хвилини. За цей час він відводить тепло, що виникло під час пуску. Звідси просте правило: вода, яку насос подає за хвилину, має вміститися в корисному об’ємі бака.
Приклад для налаштувань реле тиску 2,0 бар (увімкнення) і 3,5 бар (вимкнення) та попереднього тиску 1,8 бар. За таких значень бак віддає приблизно 31% номінального об’єму.
| Продуктивність насоса в робочій точці | Вода, подана за 1 хвилину | Орієнтовний номінальний об’єм бака |
|---|---|---|
| 1,2 м³/год | 20 л | близько 65 л, на практиці 80 л |
| 1,8 м³/год | 30 л | близько 100 л |
| 2,4 м³/год | 40 л | близько 130 л, на практиці 150 л |
| 3,0 м³/год | 50 л | близько 160 л, на практиці 200 л |
Таблицю розраховано за законом Бойля-Маріотта для одного набору налаштувань. За меншої різниці тисків (наприклад, 2,0 - 3,0 бар) бак віддає менше води, близько 23% об’єму, тож він має бути більшим. Для розрахунків беріть продуктивність насоса при тиску, з яким він фактично працює, а не максимальну з каталогу. Перша зазвичай помітно нижча. Робочу точку насоса можна попередньо визначити в калькуляторі параметрів насоса.
Менший бак буде достатнім при керуванні частотним перетворювачем, про що ми пишемо нижче. У свердловині зі слабким припливом насос не може подавати більше, ніж віддає свердловина, що ми описуємо в статті про приплив води до свердловини.
Схема підключення гідрофора до свердловини крок за кроком
Нижче наведено елементи в порядку руху води, від дна свердловини до системи в будинку. Деталі залежать від моделі насоса і бака, тому завжди звіряйте їх з інструкцією виробника.
- Занурювальний насос, підвішений в обсадній трубі нижче найнижчого рівня води під час відкачування, зі страхувальним тросом.
- Зворотний клапан на виході насоса (багато насосів мають його вбудованим). Один із виробників двигунів рекомендує встановлювати клапан не далі ніж приблизно 7,5 м над насосом і нижче рівня води під час відкачування, якщо насос не має власного.
- Напірна труба у свердловині та оголовок свердловини, далі труба PE у ґрунті до будинку. Глибину укладання і прохід крізь стіну ми розглядаємо в статті про підключення свердловини і насоса.
- Запірний клапан на вводі в будинок.
- П’ятиходовий фітинг (так званий п’ятививідний штуцер) біля бака. На ньому монтують реле тиску, манометр, підключення бака і вихід у систему.
- Мембранний бак, якомога ближче до реле тиску, щоб реле вимірювало той самий тиск, що й у баку.
- Запобіжний клапан і зливний клапан біля комплекту.
- Запірний клапан за комплектом, далі за потреби фільтри та станція очищення води, а потім побутова система.
Реле тиску керує живленням насоса. В однофазних насосах часто є ще блок із конденсатором і захистом двигуна. Електричну частину, зокрема окреме коло з пристроєм захисного вимкнення, виконує електрик із відповідними допусками.
Який тиск встановити в гідрофорі
Тут змішуються два значення, які варто розрізняти:
- робочий тиск, тобто пороги увімкнення і вимкнення насоса, які встановлюють на реле тиску,
- попередній тиск повітря в порожньому баку, який вимірюють на ніпелі збоку або зверху бака.
У приватних будинках поріг увімкнення зазвичай встановлюють у межах 1,5 - 2,5 бар, а різницю між увімкненням і вимкненням приблизно на рівні 1 - 1,5 бар. Наприклад, популярне реле тиску має заводські налаштування 1,4 - 2,8 бар. Верхній поріг має бути таким, щоб насос досягав його із запасом за даної глибини рівня води. Якщо насос ледве дотягує до порогу вимкнення, він працює без кінця.
Для типових побутових насосів продуктивністю 1 - 3 м³/год найчастіше добре працює така схема: увімкнення 2,0 бар, вимкнення 3,5 бар і попередній тиск у баку 1,8 бар. Бак зазвичай має 100 л для насосів приблизно до 2 м³/год і 150 - 200 л для продуктивніших насосів.
Попередній тиск у баку встановлюють трохи нижче порогу увімкнення. Інструкції виробників формулюють це по-різному, але результат схожий: 0,9 × тиск увімкнення або приблизно на 0,15 - 0,2 бар менше від порогу увімкнення.
| Увімкнення насоса (реле тиску) | Попередній тиск у порожньому баку |
|---|---|
| 1,5 бар | близько 1,3 - 1,35 бар |
| 2,0 бар | близько 1,8 бар |
| 2,5 бар | близько 2,25 - 2,3 бар |
| 3,0 бар | близько 2,7 - 2,8 бар |
Попередній тиск вимірюють лише тоді, коли бак порожній з боку води: вимкніть насос, закрийте клапан на вході, відкрийте кран або зливний клапан, доки манометр не покаже нуль. Лише тоді приставте манометр до повітряного ніпеля і підкачайте або стравіть повітря. Вимірювання, коли в баку є вода, покаже тиск води, а не повітряної подушки.
Баки мають заводський попередній тиск, часто 1,5 - 2 бар. Не вважайте, що він підходить до вашого реле тиску. Перевірте його перед першим запуском, а потім щонайменше раз на рік. Деякі виробники рекомендують перевірку раз на пів року.
Регулювання реле тиску крок за кроком
У популярних механічних реле тиску під кришкою є дві пружини з гайками. Більша встановлює поріг увімкнення і зсуває весь робочий діапазон. Менша встановлює різницю, тобто на скільки вище від порогу увімкнення насос вимкнеться. У деяких моделях гвинти позначають поріг вимкнення і різницю, тому спершу перевірте позначення в інструкції.
- Зчитайте поточні налаштування. Відкрийте кран і стежте за манометром: запишіть, при якому тиску насос запускається, а при якому зупиняється.
- Вимкніть живлення насоса і реле тиску. Під кришкою є клеми під напругою 230 В або 400 В.
- Зніміть кришку і встановіть поріг увімкнення більшою гайкою. Закручування зазвичай підвищує поріг, відкручування знижує його. Повертайте на пів оберту, не більше.
- Встановіть різницю меншою гайкою. Реле тиску мають свій діапазон різниці, наприклад 0,6 - 2,3 бар, і вийти за його межі не вдасться.
- Встановіть кришку на місце, увімкніть живлення і перевірте на манометрі кілька повних циклів.
- Якщо ви змінили поріг увімкнення, спорожніть бак і скоригуйте попередній тиск згідно з таблицею вище.
Останній крок часто пропускають. Підвищення порогу увімкнення без коригування повітря в баку зменшує кількість води, що віддається між пусками, і насос починає вмикатися частіше.
Ознаки неправильного налаштування і що перевірити
Найчастіша скарга стосується насоса, який вмикається кожні кільканадцять секунд або при кожному відкриванні крана. Виробники насосів зазвичай називають тут чотири причини: неправильні налаштування реле тиску, неправильний попередній тиск у баку, негерметичний зворотний клапан і розірвану мембрану.
| Ознака | Найчастіша причина | Що перевірити |
|---|---|---|
| Насос вмикається кожні кілька секунд | Немає повітря в баку або розірвана мембрана | Попередній тиск при порожньому баку; чи не тече вода з повітряного ніпеля |
| Насос запускається сам, хоча ніхто не бере воду | Негерметичний зворотний клапан або витік у системі | Чи падає тиск на манометрі при закритих кранах |
| Насос не вимикається | Поріг вимкнення вищий, ніж насос здатен досягти, падіння рівня води, зношений насос | Максимальний тиск, якого досягає насос; рівень води у свердловині |
| Великі перепади тиску на кранах | Завелика різниця на реле тиску | Налаштування різниці |
| Мало води між пусками | Попередній тиск зависокий або занизький, замалий бак | Попередній тиск і об’єм відносно продуктивності насоса |
| Стукіт і удари в трубах після вимкнення насоса | Зворотний клапан | Стан і тип зворотного клапана |
Кожен пуск нагріває двигун і навантажує контакти реле тиску. Виробники занурювальних двигунів указують ліміти пусків на добу, наприклад 100 для однофазних 4-дюймових двигунів 0,75 - 4 кВт в одній з інструкцій. При баку без повітряної подушки такий ліміт легко перевищити.
Гідрофор чи частотний перетворювач
Комплект із реле тиску дає тиск, що коливається між двома порогами. Якщо це заважає вам під душем або у вас великі, змінні витрати води, розгляньте керування з постійним тиском. Порівняння ми описуємо в статті про частотний перетворювач для занурювального насоса.
Скільки коштує монтаж гідрофора біля свердловини
Вартість обладнання залежить від насоса, об’єму бака і комплектуючих, тому ми не називаємо однієї суми. У прайсі ARCHE монтаж насоса коштує 700 PLN нетто плюс матеріали. Повне облаштування підключення глибокої свердловини коштує 1500 PLN нетто плюс матеріали, а склад комплекту ми узгоджуємо з клієнтом після вимірювань свердловини. Ми також обслуговуємо і регулюємо наявні гідрофорні комплекти, зокрема змонтовані іншими фірмами. Актуальні ставки ви знайдете в прайсі на глибокі свердловини.
Найчастіші запитання
Який тиск має бути в гідрофорному баку?
Тиск повітря в порожньому баку встановлюють трохи нижче порогу увімкнення насоса, зазвичай 0,9 × тиск увімкнення або приблизно на 0,2 бар менше. При увімкненні на 2,0 бар це буде близько 1,8 бар. Завжди вимірюйте його при вимкненому насосі та злитій воді.
Який мембранний бак потрібен для занурювального насоса?
Такий, корисний об’єм якого вміщує щонайменше хвилину роботи насоса. За типових налаштувань бак віддає приблизно 25 - 35% свого об’єму, тому насосу продуктивністю 1,8 м³/год потрібен бак приблизно на 100 л. Більші насоси потребують 150 - 200 л або іншого способу керування.
Чому насос у свердловині постійно вмикається і вимикається?
Найчастіше в баку бракує повітря або мембрана розірвана. Друга типова причина полягає в негерметичному зворотному клапані, через який вода повертається у свердловину. Перевірте попередній тиск при порожньому баку і стежте за манометром при закритих кранах.
Як налаштувати реле тиску гідрофора?
При вимкненому живленні встановіть більшою гайкою поріг увімкнення, а меншою різницю між увімкненням і вимкненням. Потім підлаштуйте попередній тиск у баку під новий поріг увімкнення. Змінюйте налаштування невеликими кроками і перевіряйте їх на манометрі.
Чи може занурювальний насос працювати без мембранного бака?
Лише з реле тиску не може, бо насос вмикався б при кожному відкриванні крана. Навіть системи з частотним перетворювачем і постійним тиском потребують невеликого бака, який покриває дрібні витрати і негерметичності.
Джерела
- Grundfos, Hydro Solo-S, інструкція з монтажу та експлуатації: попередній тиск 0,9 × тиск увімкнення, перевірка щонайменше раз на рік, причини надто частих пусків
- Zilmet, інструкція до баків для свердловин (rev. 08.2020): попередній тиск на 2 psi нижче порогу увімкнення, перевірка кожні 6 місяців, бак поблизу реле тиску, запобіжний клапан
- Franklin Electric, AIM Manual: Submersible Systems (2026): мінімальний час роботи 1 хвилина, ліміти пусків на добу, розташування зворотного клапана
- Інструкція до реле тиску Italtecnica PM5 / PT5 / PT12: заводські налаштування, діапазон різниці, порядок регулювання
Бажаєте підключити свердловину до будинку або навести лад у комплекті, де насос постійно вмикається? ARCHE з міста Trzebinia підбирає насос і комплектуючі за результатами вимірювань конкретної свердловини, виконує монтаж разом з електричним підключенням і обслуговує наявні комплекти на території Малопольщі та Сілезії. Телефонуйте за номером +48 784 038 407 або +48 692 353 826 чи напишіть через контактну форму. Ми передзвонюємо протягом 24 годин.
