megatakt.ru - коллекция научной публицистики

Главная 2008 (январь-июнь)

С"ГОРОДСКИМ" НАПОРОМ

Кандидаттехнических наук А. НИЗОВЦЕВ.

Те, кто, сооружаясобственные загородные дома иоборудуя свой водопровод,поднимают с большим трудом наприличную высоту разные цистерны ибаки, чтобы создать напор, а потомузнают о существовании устройств,позволяющих обходиться бездомашних "напорных башен",похожи на человека, прикатившего надеревянном самокате в современныйгород.

Когда готовишьсястроить загородный дом для жилья,рано или поздно приходится думать оего водоснабжении, посколькупрогулки с ведрами - занятие не длясовременного человека. Еслинеподалеку от участка проходитмагистраль с водой, от нее к зданиюпрокладывают ниже глубиныпромерзания грунта дюймовую трубу.Если нет возможности ее заглубить,трубу утепляют.

Узел подключениядомашнего водопровода к магистралирасполагают в кирпичном илибетонном колодце со скобами встенках для спуска и подъема. В этомколодце размером примерно 90 на 100 смразмещают запорный кран длямагистрали, затвор внутреннеговодопровода и по необходимостиводомер. Чтобы полностью сливатьводу из сети при ее ремонте или назиму при сезонном проживании, дноколодца опускают глубже самогонижнего уровня домашнеговодопровода. Колодец надежнозащищают от промерзания,предупреждают проникновение в негогрунтовой и паводковой воды.

Гораздо чащеисточником воды оказываютсяскважина, колодец или открытыйводоем (см. "самый интересный журнал Наука и жизнь " № 2,1993 г.). Что касается скважин, тоуслуги по их бурению настойчивопредлагают разные фирмы и артели. Вэтом случае предподчительнееобращаться к тем организациям,которые располагаютгидрогеологическими картамиместности, а также трубами,фильтрами, заглушками и томуподобным оборудованием.

Лучшим вариантомсправедливо считают артезианскуюскважину, вода из нее поступает подсобственным давлениемнепосредственно в домашнюю сеть.Однако на такой довольно редкийвариант можно рассчитывать лишьпри достоверном знании достаточноглубоких земных слоев. Но иартезианская скважина негарантирует нужное, постоянноедавление воды.

Горловинускважины размещают в примернотаком колодце, о котором говорилосьвыше. Подводку к дому выполняют, каки в обычном водопроводе.

Во всех остальныхслучаях, а их большинство,понадобится насос, подающий воду изисточника в дом. Простейшая системав таком случае состоит из насоса иподведенной к нему трубы спатрубком излива. Включаем насос инаполняем нужный сосуд - чайник,ведро или бак.

Обычно используютнасосы типа "Агидель" и"Малыш", а также зарубежныеустройства, которые, например,выпускает крупная фирма"Грундфос". Когда вблизи естьречка, можно использовать дляподачи воды даровую энергию,применив гидротаран -водоподъемную машину, действующуюна основе гидроудара - резкойперемены давления в трубе (см."самый интересный журнал Наука и жизнь " № 5, 1997 г.).

Обычно дляустройства домашнего водопроводанасос дополняют каким-либо баком.Его устанавливают на чердаке домалибо снаружи на особых опорах и воизбежание переполнения оснащаютпростейшей переливной трубой либооборудуют автоматикой. Бакутепляют для всесезоннойэксплуатации. Внутри домамонтируют трубы с уклоном, чтобыпри необходимости легко сливатьводу. Трубы крепят к стенам не режечем через каждые 2 м.

Подобнаяводопроводная сеть имеетсущественный изъян - давление в нейобычно не превышает 1 атм, что вовсене достаточно для нормальнойработы разных современных домашнихагрегатов вроде нагревательныхгазовых колонок, стиральных илипосудомоечных машин, требующихдавления 2-3 атм. Впрочем, не будетслишком тугой и струйка воды в душе.Между тем сейчас появилисьустройства, которые вполнеобеспечивают в загородном доме"водные удобства" не хуже, чемв городской квартире.

Речь идет обытовой автоматической системеиндивидуального водоснабжения. Этасистема, подключенная к обычнойэлектросети переменного тока(частота 50 Гц, напряжение 220 В), беретводу из источника, подает ее вводопроводную сеть под нужнымдавлением, при необходимостинагревает и очищает дляприготовления пищи. Все этиоперации, при достаточномколичестве воды в источнике,выполняются автоматически.

Сердце системы -насосная станция, в данном случаедля водоснабжения из источника,расположенного на сравнительнонебольшой глубине - не более 8 м.Станция состоит из электронасоса,гидроаккумулятора иликомпрессионного бака и реледавления, объединенных в единыйагрегат, который занимает не болеечетверти квадратного метра. Насоссоединен с источником, а станция - свнутренней водопроводнойразводкой.

В отличие отсистемы, где давление поддерживаетводонапорная башня, в нашем случаенужный напор автоматическиобеспечивают насос,гидроаккумулятор и реле давления.Гидроаккумулятор или напорный бакпредставляет собой металлическийрезервуар, разделенный эластичнойпрочной резиновой, схожей с мешком,диафрагмой на две полости. Однанапрямую соединена с насосом и сводопроводной сетью. В другойполости находится воздух, и онагерметично соединена с реледавления, точнее - с его чувствительнымэлементом, который"настраивают" с учетом высотыдома. Для двухэтажного зданияобычен порог в 3,5 атм, чтобыобеспечить "городской" напорводы в любом кране. Для такогонапора водяной бак пришлось быподнимать на высоту 35 метров. Длясправки: атмосфера - единицаизмерения давления,распространенная в технике. Онасвязана с другими единицамидавления следующим образом: 1 атм = 1,0332 кг/см2 = 105Па (паскалей) = 1,013 бар.

При пуске системынасос нагнетает воду в гидробак и вводопроводную сеть. Разумеется, вэтот момент все краны должны бытьперекрыты. Вода наполняет одну изполостей напорного бака и начинаетдавить через диафрагму на полость своздухом. Его объем уменьшается, идавление в полости тем самымвозрастает. Как только онодостигнет уровня, на которыйнастроено реле, например, 3,5 атм,насос с помощью реле выключается.Напор воды в сети оказывается тожеравным 3,5 атм согласно законуПаскаля: давление передается во всестороны равномерно и без изменений.

Если какой-то краноткрыть, напор в сети снизится, адавление воздуха в баке останетсяпрежним. Этот воздух давит намембрану, она вытесняет воду изполости гидробака в сеть и дальше воткрытый кран. Когда расходуютмного воды, давление в полости баказначительно падает. Если оноопустится до порога, на котороенастроено реле давления, напримердо 2,5 атм, реле, реагируя на спад,включает насос, и вода начинаетпоступать в гидробак, а из него всеть. Когда кран закроют, насоснекоторое время продолжаетподавать воду в бак, пока в нем небудет достигнуто нужное давление в3,5 атм - верхний порог. Тогда релеотключает насос.

Если водырасходуют немного, скажем, толькодля мытья рук, давление в сетипадает незначительно, реле несрабатывает и гидробак непополняется водой.

Реле, как правило,настроено так, что оно включается,когда гидрополость бака остаетсязаполненной примерно на треть. Темсамым сберегаются ресурсыагрегата, поскольку для негонеблагоприятен переходный режим свключением-выключением.

И еще.Разделительная мембрана позволяетработать напорному бакупрактически в любом положении,преграждая доступ воды к реледавления и обеспечивая надежнуюэлектроизоляцию водопровода.

Электродвигательнасосной станции имеет защиту откороткого замыкания и перегрузок.Насос производительностью 3,5 м3 в час и весом 15-20 кгизготовлен из нержавеющей стали,вращающиеся детали - из материала,хорошо выдерживающего трение,например графит-керамики.Резервуар снабжен особымустройством - магниевымпротектором, устраняющимагрессивное воздействие воды.Насосная станция отличается малымшумом в работе, что немаловажно дляжилья за городом. Гидроаккумулятор,насос и реле можно приобрестипорознь и скомпоновать в агрегат снужными параметрами.

В последнее времяпоявились станции, состоящие изнасоса, напорного бака, а такжеэлектронного регулятора, которыйавтоматически поддерживаетпостоянное давление в напорноймагистрали. Такие станциидемонстрировались на выставке"Акватерм", организованной"Экспоцентром".

Передприобретением насосной станции,которая стоит от 1000 до 5000деноминированных рублей,постарайтесь выяснить дебитисточника, проще говоря, скольководы дает источник за единицувремени, а также на какой глубиненаходится вода. Производительностьнасосной станции должнасоответствовать дебиту источника,чтобы не оголялось водозаборноеустройство.

Необходимаямощность насосной станции (куб. м/ч)зависит от глубины водозабора - чемниже приходится брать воду, тембольшей должна быть мощность. Ещепонадобится решать, куда деватьиспользованную воду (например,после стирки и мытья), иначе принедостаточно эффективных стокахможет произойти подтоплениеучастка. Поэтому заранеерассчитайте потребление водыжильцами дома, учитывая ихпривычки, а также расход дляожидаемых хозяйственных нужд. Длярасчета воспользуйтесьприведенной таблицей.

Расход холоднойводы на приготовление пищи и насмыв в санузле обычно не превышает100 литров в сутки.

Больше всего водыпонадобится для мытья в ванне.Поэтому за рубежом в загородныхдомах предпочитают душевые кабиныв сочетании с сауной, ненуждающейся в воде; тем самымсущественно сокращается ее расход.

Насосную станциюоборудуют в отапливаемомпомещении. Трубу к насосу,подающему воду, располагают наглубине ниже промерзания грунта.

Насосная станция,как правило, не имеет очистительныхустройств. Лишь водозаборникснабжен защитной сеткой. Действуеттакже фильтр в скважине. Воду дляпитья и для приготовления пищиочищают дополнительно разнымифильтрующими устройствами,например шведской фирмы ELECTROLUX RO-400,которые согласно рекламепревращают в пресную питьевую водудаже соленые волны Балтийскогоморя.

Использованиенасосной станции подразумеваетнепрерывное энергоснабжение. Нокак раз его сбои нередки за городом.Поэтому не торопитесь убиратьводонапорный бак, если он уже естьна участке или в доме. А приоборудовании насосной станциистоит позаботиться о резервнойемкости на случай прекращенияэнергоснабжения. Какой должна бытьтакая емкость и где ее разместить,остается решать домохозяину сучетом своих интересов и местныхусловий. Непрерывное жеэлектроснабжение можно обеспечить,используя автономнуюэнергоустановку.

Вид потребления горячей воды Необходимое количество разбавленной воды (литры) Расход горячей воды (литры) При t=80C При t=60C Ванная полная

Душ (с сауной)

Мытье рук

Мытье волос:

коротких

длинных

Гигиенические нужды

При t=37C 150-180

30-50

3-5

6-12

10-18

12-15

55-66

11-18

1-2

3-4.4

3.7-6.6

4.4-5.5

78-94

16-26

1.6-3.2

4.2-6.3

5.2-9.4

6.3-7.8

Мытье посуды для 2 человек

для 3 человек

для 4 человек

В день при t=55C 16

20

24

10

12.5

15.2

14

18

21.5

Влажная уборка 10 6.3 9

Схемаводоснабжения загородного дома,построенного несколько лет назад вюго-восточном Подмосковье. Водаподнимается насосом "Малыш" сглубины 18 метров по трубе диаметром100 мм и подается в дом по двумтрубам: одна - предназначена длябассейна возле домашней сауны,другая - наполняет водонапорный бакиз нержавеющей стали на чердаке.Вода из бака направляется вниз поцентральному стояку и по сетиподводится на второй этаж - кумывальнику и на первый этаж - кмойке на кухне, к ванной и туалету сунитазом. Для получения горячейводы используют автономныенагреватели - пятилитровыеустройства французской фирмы"Мулинекс" для умывальника навтором этаже и для мойки на кухне напервом этаже. Воду для ваннынагревает финский агрегат на 100литров. Система водоснабженияналаживалась в 1992-1993 гг., когда онасосных станциях мало былоизвестно. По словам домохозяина, вдальнейшем планируется установкастанции.

Вариантводоснабжения загородного дома сместным горячим водоснабжением: 1 -водоисточник, 2 - насосная станция, 3- магистраль холодной воды, 4 -водонагреватель, 5 - магистральгорячей воды, 6 - душевая кабина, 7 -умывальник, 8 - посудомоечнаямашина, 9 - стиральная машина, 10 -унитаз, 11 - канализация.