Как работает система автономного водоснабжения

Для автономного водоснабжения

Как и в случае с централизованным водопроводом имеется несколько вариантов подключения.

Водонапорная башня

Накопительный бак устанавливается на уровне 15-20 метров над уровнем земли на укрепленной вышке или чердаке. Вода от скважинного насоса или насосной станции подается непосредственно в бак, а уже с него раздается в санузел и на кухню в доме. Давление в системе обеспечивается перепадом высот между уровнем воды в баке и краном смесителя в доме.

Недостатком является постоянный проход через бак воды, что вызовет со временем накопление осадка, даже если предварительно установить фильтрующую систему.

Преимущество в простоте конструкции и минимуме дорогостоящих элементов, за исключением самой конструкции башни и обязательного утепления бака для защиты от замерзания даже при его размещении на чердаке.

Нижнее подключение накопительного бака

Емкость устанавливается вровень с насосной станцией или на первом этаже в доме. Наполняется она во время обычной работы насоса за счет воды из скважины. Ограничителем является поплавковый выключатель.

Подобный вариант спасает при чрезмерном потреблении воды и снижении уровня воды в скважине или колодце. Однако бесполезен при выключении электричества, так как для подачи конечному потребителю воды из запаса требуется насос.

Схема нижнего подключения накопительного бака

Мембранный аккумулирующий бак

Мембранный бак для хранения запаса воды устанавливается после насосной станции и обратного клапана, с нижним подключением. Если насосная станция по какой-то причине не работает и не поддерживает давление в системе, то вода поступает с аккумулирующего бака.

https://youtube.com/watch?v=ebB3L0zj8f0%3F

Финансовые инструменты

В РФ действует большое количество Федеральных и региональных целевых программ напрямую или косвенно направленных на модернизацию системы водопроводно-канализационного хозяйства.

1. Программа “Чистая вода” на 2011 – 2017 годы
2. Программа “Жилище” на 2011 – 2015 годы
3. Подпрограмма “Модернизация объектов коммунальной инфраструктуры”
4. Программа “Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах”
5. Прочие федеральные и региональные программы.

Также в данный момент на территории Российской Федерации активно работают европейские финансовые корпорации и банки, так например по объектам связанным со снижением негативного воздействия на экологическое состояние водных ресурсов возможно привлечение льготных европейских кредитов и безвозмездных грантов таких международных финансовых организаций как НЕФКО и ЕБРР, а также европейских экологических фондов типа NDEP, активно развивается программы приграничного сотрудничества, европейские и уже российские банки внедряют программы льготного кредитования и лизинговые договора по проектам модернизации производства направленным на снижение энерго-затрат.

Законодательство Российской Федерации при соответствующем обосновании позволяет временно прекратить наложения штрафных санкций за нарушения природоохранного и санитарного законодательства Российской Федерации и направить эти средства на модернизацию технологических процессов.

При совместном, всестороннем анализе всех финансовых инструментов с учетом их целевых показателей, а также объединенного, в масштабах муниципальных районов подхода при рассмотрении проблематики объектов ВКХ возможно построение комплексной инвестиционной программы модернизации объектов ВКХ, которая позволила бы адресно распределить финансирование по программам между «Объектами ВКХ» и выполнить все условия Целевых программ: обеспечить исполнение требуемых целевых показателей, оптимизировать финансовую нагрузку на муниципальный и областной бюджет, а самое главное обеспечить население качественными услугами в области ВКХ и дать значительный импульс для развития сельского хозяйства и производства. Концепцию Схемы распределения Программ смотри выше.

Некоторые нюансы подачи воды в многоквартирные дома

Каждая квартира в многоэтажном доме должна быть обеспечена водой соответствующего качества. Большое количество потребителей требует соответственного размера трубопровода: определённый диаметр и длина. Для обеспечения качественного напора необходимо создать сеть с разводками, фильтрационными установками, приборами, которые выполняют контроль за потреблением жидкости.

Чтобы пользователь получил жидкость требуемого качества, она должна пройти несколько этапов очистки. Для чего используют методы отстаивания, а также пропускают воду через системы фильтров. Чтобы исключить наличие вредных микроорганизмов в жидкости, применяют метод хлорирования. Именно из-за большого количества хлорки в воде, её можно использовать только в качестве технической жидкости.

Основными элементами системы водоснабжения многоквартирного дома являются насосные станции и регуляторы давления. Насосы способны обеспечить транспортировку жидкости непосредственно к потребителю, для этого они создают определённое давление в системе. Мощность таких станций достаточно высокая. Регуляторы давления не позволяют превысить определённый уровень, иначе может произойти повреждение трубопровода и дальнейшая утечка жидкости.

Как происходит проектирование водоснабжения и канализации

Проектированием сетей водоснабжения и канализации занимаются инженеры-проектировщики. Отходить от плана при строительстве не допускается

Проектирование систем водоснабжения и канализации ведут поэтапно. Собирают исходную информацию об объекте: генплан с коммуникациями, геологические характеристики, технические условия. На основе полученных данных формируют техническое задание и составляют проект.

Разработка проекта решает следующие задачи:

• Расчет водопотребления, требуемого напора воды, объема стоков.
• Составление плана водоснабжения и канализации.
• Выбор материалов и оборудования.

Сначала определяют источник питьевой воды: центральный водопровод, колодец или скважина. Если городские сети не подключены, выбирают подходящий способ получения горячей воды: теплообменник, электрический водонагреватель или газовый бойлер.

Назначают место установки септика, если отсутствует подключение к общей канализации. Септик проектируют на расстоянии от 30 м до скважины, а основной канализационный стояк располагают у ближайшей к нему стены. Чертят наружный план водопровода и канализации до точки входа в фундамент здания.

Составляют чертеж внутренней разводки водопроводных и сливных труб с указанием длин, диаметров, точек установки сантехнического оборудования. Проекты разводки сетей многоэтажных объектов выполняют на одном или нескольких вертикальных стояках.

Количество сантехнических приборов и пользователей определяет требуемые напор, потребление воды, сливной объем. Рассчитывают данные характеристики, задают диаметры трубопроводов, параметры насосной станции.

Диаметр основной наружной сточной трубы определяет угол уклона:

• Ø 110 мм — 0.02
• Ø 160 мм — 0.008

Архитекторы закладывают в проект возможность модернизации, расширения, ремонта комплекса в будущем. Это позволяет в процессе эксплуатации без лишних затрат устранять поломки, устанавливать новое оборудование.

Готовый проект водоснабжения и канализации содержит поэтажные чертежи, пояснительную записку с расчетами, спецификацию материалов.

Что регламентирует СНиП в проектировании инженерных коммуникаций

Уклоны канализационных труб

Проектируют водоснабжение и водоотведение, опираясь на СНиП 2.04.01-85. Нормативный документ предписывает комплекс правил, согласно которым разрабатывают планы водопровода и канализации для жилых домов, общественных зданий, промышленных предприятий. Локальные очистные сооружения проектируют согласно СНиП 2.04.03-85, учитывая строительные нормативы региональных ведомств.

Сточные трубопроводы прокладывают прямолинейно с заданным уклоном, изменять который не допускается. Присоединение приборов и изменение направления труб производят соединительными элементами, которые имеют плавный, обтекаемый угол поворота.

Предусматривают два варианта обустройства внутренней канализации:

• Открытое крепление труб к стенам, опорам, потолкам.
• Скрытая установка в короба, шахты, конструкции пола, перекрытия, прорези стен с последующей заделкой.

Внутренние трубопроводы защищают от механических повреждений, а наружные утепляют и заглубляют под грунт на расчетную глубину. Канализационные стояки выводят на крышу здания либо в сборную вытяжную шахту для вентиляции.

Прочистки проектируют в местах поворота стоков, на тупиковых участках, на стояках. В многоэтажных домах ревизии стояков устанавливают на верхнем и нижнем этажах, а также на этажах над отступами. В домах высотой от 5 этажей делают ревизии через 3 этажа.

Документ СНиП 2.04.01-85 регламентирует соблюдение дополнительных правил при проектировании водопровода и канализации в зданиях, которые построены в особых климатических и природных регионах. К ним относятся вечномерзлые и просадочные грунты, а также сейсмически опасные и подрабатываемые территории.

Этапы монтажа

Внешний участок водопроводной магистрали нужно укладывать на глубине, превышающей уровень промерзания грунта. Если трубы будут находиться выше этой точки, потребуется применение теплоизоляционных материалов либо установка специального подогрева для предотвращения замерзания жидкости в трубопроводе.

Монтаж внешнего и внутреннего водопровода не имеет принципиальных отличий.

Пропиленовые трубы соединяются посредством пайки. Для этого на паяльнике с одной стороны имеется нагревательный дрон, на него надевается нужный фитинг, а с другой нагревательная гильза, в которую вставляется труба. После нагрева их снимают с паяльника и, соединив друг с другом, дают остыть в неподвижном положении

Важно не перегревать изделия, так как в дальнейшем это может привести к возникновению засоров

Металлопластиковые изделия соединяют при помощи обжимных фасонных элементов под гайку. На месте ввода в дом на трубу надевают металлическую или пластиковую гильзу.

Пошаговая инструкция:

1. Перед насосом устанавливают фильтр и обратный клапан. После – манометр и электрореле давления.
2. Напорную установку соединяют со щитком управления и с внутридомовой водоподающей системой. Если используют погружной насос, им управляет поплавковый датчик, находящийся в накопительном баке.
3. Если станцию устанавливают на поверхности вблизи от скважины, применяют специальную емкость – кессон. Для ее обустройства обкапывают трубу на глубину 2,5 м. При этом диаметр ямы должен быть вдвое больше величины кессона. На дно укладывают 20 см бетонную подушку. Труба должна выступать над ее поверхностью на 0,5 м. Лишнюю часть обрезают.
4. Выкапывают ров для прокладки водоснабжающей магистрали, глубиной 1,8–2 м. В кессоне устанавливают насос, подсоединяют к всасывающей и водоотводящей трубам. Далее емкость заливают по периметру бетоном слоем примерно 0,4 м.
5. Когда бетон схватится, оставшееся пространство досыпают цементно-песчаным раствором, оставляя примерно 0,5 м свободного места. Его потом заполняют грунтом.
6. По схеме в доме производят самостоятельную установку гидробака с реле давления и другими нужными устройствами. Приборы подключают к электрической сети и между собой.

Когда все приборы подсоединены, установлены нужные настройки, можно начинать тестирование. В ходе контрольного испытания нужно обследовать узлы соединений на наличие протечек.

Требования к монтажу

Монтаж водопровода и канализации должен проводиться вместе с общими строительными работами. Его необходимо закончить до начала выполнения отделочных работ. Это снижает затраты, так как сразу делаются канавы для водопроводных и канализационных труб, а также проводится рытье колодца и септика. В этом случае легче соблюдать санитарные нормы по размещению грязных стоков и чистой воды.

Внутренние трубы можно обмотать шумоизолирующими материалами, пока стены находятся на стадии строительства, чтобы потом не возвращаться к этой проблеме. То же самое касается утепления канализационных и водопроводных труб.

Уклон труб важен при обустройстве самотечной канализации. В случае водопроводных труб нужно правильно рассчитать длину магистрали от скважины к дому, учесть высоту подъема воды из источника.

При строительстве водопровода необходимо внести в схему смотровые колодцы, то же самое касается канализационных труб.

Правила монтажа системы водоснабжения

Последовательность работ при обустройстве автономной системы водоснабжения выглядит следующим образом:

• Сначала нужно подготовить к работе источник воды и смонтировать все соответствующее оборудование;
• Далее монтируется наружный и внутренний трубопровод;
• Следующий шаг – монтаж насосов и дополнительных устройств;
• После насоса можно монтировать очистительные сооружения и устройства;
• Потом наступает очередь установки распределительного коллектора;
• За коллектором устанавливается водонагреватель;
• Финальным этапом работ является установка и подключение сантехники.

Отдельные этапы работы заслуживают детального рассмотрения.

Циркуляция ГВС

Монтаж циркуляционной системы ГВС оправдан в двух случаях:

1. Если расстояние между дальними точками водоразбора и водонагревателем превышает 6-8 метров;
2. Если вы планируете организовать полноценный обогрев санузлов или ванных с помощью полотенцесушителей.

Циркуляцию в замкнутом контуре обеспечивает маломощный насос. Для прямого подключения контура с рециркуляцией водонагреватель должен иметь дополнительный патрубок.

Циркуляционное горячее водоснабжение коттеджа от косвенника с дополнительным патрубком

Если его нет, собирается несложная схема с подпиткой контура от ХВС и термосмесительным узлом.

Схема с термосмесителем

Особенности горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома

Открытая и закрытая схема ГВС

Горячее водоснабжение многоквартирного дома имеет свои существенные особенности. Одним из существенных отличий от ХВС является то, что для функционирования системы ГВС необходим источник горячей воды. В зависимости от этого источника различают открытую схему горячего водоснабжения многоэтажного дома и закрытую схему.

При открытой схеме ГВС горячая вода поступает в дом из котельной по теплотрассе. Как и в случае с холодным водоснабжением, в дом заводится подающая труба большого сечения с горячей водой. От нее вода через водомерный узел подается на стояки и поднимается на этажи, где распределяется по квартирам.

Открытая схема является простой и дешевой в исполнении. Она используется в большинстве домов старой постройки. Для комплектации системы не требуется дополнительное оборудование. Однако ее главным недостатком является низкое качество горячей воды, состав которой часто не отвечает санитарным нормам. Кроме того, зачастую не соответствуют установленным нормативным требованиям и такие параметры, как температура и давление воды в системе ГВС.

Намного более эффективной является закрытая система горячего водоснабжения многоквартирного жилого дома. В такой системе используется водопроводная вода, которая поступает из системы ХВС. Она подогревается до необходимой температуры от теплоносителя, поступающего из котельной, при помощи специального оборудования и направляется в стояки для подачи на этажи и распределения по квартирам. В качестве такого оборудования для подогрева используется бойлер или пластинчатый теплообменник, который в современных домах, как правило, функционирует в составе индивидуального теплового пункта (ИТП). ИТП объединяет в себе оборудование для нагрева воды, насосное оборудование, коллекторы для распределения, запорно-регулирующую арматуру, приборы учета.

Горячая вода в закрытой системе отличается высоким качеством: она практически полностью отвечает санитарным нормам, характерным для холодной воды. Кроме того, современное оборудование позволяет с высокой точностью поддерживать температуру и давление горячей воды на заданном уровне.

Стабилизация давления в водопроводе

Для работы системы водоснабжения загородного дома в стабильно ровном по давлению режиме, наличие в схеме только мембранного бака бывает недостаточно и вероятность гидроударов остаётся большой.

Гидроудар очень часто становится причиной выхода из строя трубопроводов, насосного оборудования, обратного клапана и другого дорогостоящего оборудования

Еще одной причиной, которая оправдывает необходимость принудительной стабилизации давления воды, является возможность повышения его в различных водоразборных точках системы при одновременной их работе. Для этой цели можно использовать частотный преобразователь.

Например, при отсутствии выравнивающего давление воды устройства, если один человек будет мыться в душе, а другой в это время поливать огород, то напор воды разделится пополам.

Преимущества частотного преобразователя:

• напор воды поддерживается стабильным в течение всего времени водопотребления;
• насос работает в плавных режимах пуска и остановки, что увеличивает его ресурс в 1,5 раза;
• защита насоса от сухого хода;
• спящий режим значительно экономит электроэнергию;
• возможность уменьшения объёма мембранного бака почти в 10 раз.

Кроме экономии пространства небольшой бак избавляет от неприятных запахов, связанных с застоем воды. Современные насосы и станции можно купить уже со встроенным частотным преобразователем.

Решить проблему с нестабильным давлением воды, защитить трубы и оборудование от гидроударов, предотвратить резкие перепады напряжения при включении и выключении насоса позволяет современное устройство — частотный преобразователь, который делает систему водоснабжения интеллектуальной

Но и приобретённый отдельно преобразователь интегрировать в систему водоснабжения довольно просто. Главное при его подборе учесть совместимость с такими характеристиками уже имеющегося оборудования, как мощность, питающее напряжение и сила тока.

Монтаж автономного водопровода своими руками

Если выбирать колодец или скважину глубиной более 20 метров, то первый вариант недорогой, но вода не всегда пригодна для питья. Потребуется устанавливать фильтры, которые нуждаются в периодическом обслуживании. Второй вариант лучше, хотя и дороже. Пробурив грунт до артезианской воды можно наслаждаться ее чистотой. Но сложность вызывает не принятие решения, а монтаж трубопровода.

Проектирование

Это первый этап, но самый важный. Помимо графической схемы автономного водоснабжения придется произвести расчеты. Учитывается потребность в холодной и горячей воде. От этого зависит диаметр труб. Оборудование выбирается, исходя из мощности (производительности). Это объем жидкости, перекачиваемой в час.

Не нужно забывать, что воду необходимо поднять на поверхность, передать по трубопроводу и создать в системе давление, которое должно быть для работы газовой колонки. Обратный клапан в системе нужен для того, что она не опустошалась, когда насосное оборудование не функционирует. Потребуется кран для сброса давления и стравливания воды.

Где бы не находился частный дом, трасса прокладывается ниже уровня промерзания грунта. На дно траншеи укладывается щебень для дренажа. При этом должен быть выдержан наклон в сторону колодца или скважины на случай, если потребуется стравливать систему самотеком. Трубы могут быть:

1. Металлическими. Подвержены коррозии, обрастают внутри, но подходят для систем любого типа, включая отопительную.
2. Пластиковыми. Не подходят для передачи горячей воды. Стоят дешево, не ржавеют, служат долго.
3. Металлопластиковыми. Оптимальный вариант, подходящий для любых систем. Не поддаются коррозии, выдерживают температуру до 95 градусов по Цельсию.

Если речь идет о монтаже своими руками нужно учитывать, что для пластика и металлопластика потребуется специальное оборудование и переходники. Железную трассу можно смонтировать ручными приспособлениями. Правда, нужен будет сварочный аппарат, болгарка и инструмент для нарезания резьбы. Если сборка вызывает сложность, можно обратиться к специалистам.

Последовательность включения оборудования

Есть множество публикаций, которые описывают системы водоснабжения частного дома. Львиная доля посвящена характеристикам и эксплуатационным параметрам. Но как смонтировать автономный водопровод? Все элементы подключаются в определенной последовательности.

От источника до потребителя вода проходит следующие контрольные точки:

1. Забор воды в систему производится из колодца или скважины.
2. Сетчатый фильтр исключает попадание песта и грунта в систему.
3. Обратный клапан не дает возможности жидкости стекать в обратном направлении при отключении насоса.
4. Фильтр грубой очистки улавливает твердые взвешенные частицы и илистые загрязнения.
5. Насосная станция обеспечивает принудительную циркуляцию воды при необходимости.
6. Блок контрольно-измерительных приборов позволяет контролировать рабочие параметры водопровода.
7. Фильтр тонкой очистки абсорбирует оставшиеся примеси, оставляя воду чистой, пригодной для употребления.

Набор средств, с помощью которых реализована система автономного водоснабжения частного дома может отличаться, но эти отличия незначительны. Главная особенность – в первую очередь прокладываются трубы. А для этого нужен готовый проект трубопровода с расстановкой всех необходимых элементов.

Требования к автоматическим установкам водоснабжения

Автоматизированные насосные станции водоподготовки

Автоматизация процесса применима к следующим системам водоснабжения:

• очистные сооружения;
• артезианские скважины;
• повысительные станции;
• фильтровальные станции;
• станции первого и второго уровня подъема.

Нужно учитывать, что процесс добычи, фильтрации и транспортировки воды связаны с различными химическими, биологическими и физическими реакциями.

Автоматизация водоснабжения осуществляется с учетом следующих требований:

• Интенсивность работы рабочих агрегатов постоянно должна изменяться с учетом потребностей системы.
• При выведении из строя одного оборудования все остальные участки должны работать в штатном режиме.
• Характеристики первичной воды нестабильны.
• Работа происходит непрерывно и в экономичном режиме.
• Рабочие агрегаты устанавливают в отдаленных точках, а управление ими осуществляется удаленно из рабочего центра.
• Жесткие требования к качеству воды, которая поставляется потребителю.

Инструменты и материалы для водоснабжения

Выбор насосного оборудования зависит от источника и объема водопотребления

Обязательно пригодится труборез для пластика, так как большинство частников выбирают полимерные изделия для обустройства водопроводной системы, как внутренней, так и внешней. Для работы с металлопластиковыми трубами нужно иметь трубогиб, который аккуратно сгибает пластик и не создает заломов. Набор ключей, чтобы устанавливать запорные клапаны и другие детали.

Для уличных работ могут понадобиться лопаты, даже если бурить и рыть яму под колодец или септик будет экскаватор. Для замера глубины нужна веревка с грузом или длинная рулетка. При укладке канализационных труб для замера уклона нужен будет строительный уровень.

Заодно в супермаркете необходимо выбрать материалы для изоляции звука, исходящего от водопровода, и утепления труб. Это может быть любая разновидность минеральной ваты – мягкая или каменная – для укладки в почву подходят твердые материалы.

Выбор насоса

После всех расчетов можно сразу купить насосное оборудование необходимой мощности

Выбор в магазинах большой, но важно, для какого источника оно предназначено. Для скважин – одни модели, для колодцев – другие

• Центробежного типа. Они дороже, но имеют хороший напор и способны доставать жидкость из глубины до 300 метров. Корпус погружного насоса сделан из нержавейки, чугуна или латуни, поэтому выдерживает постоянное воздействие жидкости.
• Вибрационные. Эти агрегаты больше подходят для колодцев, так как не создают волнения и не заиливают дно.
• Вихревые схожи по принципу работы с центробежными, но имеют больший напор.
• Насосные станции – глубина ограничивается 8 метрами, но установки укомплектованы гидроаккумулятором, поддерживающим давление.

Производительность оборудования не должна быть больше дебита скважины, чтобы не срабатывали датчики сухого хода, если насос выкачает всю жидкость.

Учитывается наличие степеней защиты. Это поможет сохранить двигатель в случае снижения уровня жидкости в колодце.

Трубы

Большинство жильцов делают выбор в пользу полимеров – полипропилена, полиэтилена, ПВХ и металлопластика. Редко кто предпочитает металл, чугун, так как монтаж тяжелых труб требует привлечения рабочей силы и техники. Потребуется профессиональный сварочный аппарат и квалифицированные рабочие для соединения участков труб.

Существует множество марок полипропилена и полиэтилена, которые подходят для холодного и горячего водопровода, а также выдерживают низкие температуры зимой. При покупке нужно точно знать, для чего нужны материалы и в каких условиях они будут находиться. Технические характеристики труб можно уточнить у менеджера.

Если соединять пластиковые изделия встык, может понадобиться прибор для сварки. Его предоставляют в аренду строительные компании, так как стоит устройство дорого. Строительство водопровода из полипропиленовых труб своими руками обходится гораздо дешевле и по стоимости материала, и по затраченным усилиям.