Princip rada i uređaj tipične crpne stanice vodoopskrbe

Vjerujte, privatna kuća može se opremiti tako visokom razinom udobnosti da će život u njoj postati mnogo ugodniji nego u gradskom stanu. U svakom slučaju, vodovodom se može koristiti s ništa manjom udobnošću. Isto tako, za dobivanje vode trebat će samo otvoriti slavinu, što zasad nije baš kompatibilno s prigradskom infrastrukturom, slažete li se?

A to ipak nije «ružičasti» san. Za ostvarenje zamisli u shemu vodoopskrbe dovoljno je uključiti crpnu stanicu. Ona će obaviti za vlasnike ogroman opseg teškog fizičkog rada. Istina, za njeno pravilno spajanje i korištenje treba dobro poznavati uređaj opreme.

Nudimo vam vrijedne informacije o specifičnostima korištenja navedene tehnike. Naš članak pomoći će vam razumjeti princip rada crpne stanice i upoznati vas s pravilima postavljanja. Informacije koje smo predstavili dopunjene su iznimno jasnim shemama, foto-zbirkama i video-vodičima.

Uređaj stanice za opskrbu vodom

Za organizaciju vodoopskrbe u privatnoj kući trgovine nude crpne stanice u obliku kompaktnog bloka s hidrospremnikom, upravljačkom jedinicom i električnom crpkom. Također se slična instalacija za opskrbu vodom može sastaviti od pojedinih dijelova i opreme.

Obje su varijante prihvatljive, ali bolje je odabrati gotov komplet s jamstvom proizvođača. To će biti jeftinije i praktičnije pri daljnjem održavanju.

Osnovni radni sastavni dijelovi

Po uređaju, crpna stanica za vodoopskrbu sastavljena u tvorničkim uvjetima razlikuje se od površinske crpke prisutnošću upravljačkog sustava prema vrijednostima tlaka.

U sastav ulaze sljedeće funkcionalne komponente:

1. Površinska električna crpka.
2. Hidroakumulator s nastavkom i unutarnjom gumenom “kruškom”.
3. Manometar.
4. Tlačna sklopka.
5. Spojna armatura.

Za zahvat vode na nju se spaja usisna cijev s povratnim ventilom i mrežastim filterom. Na izlazni otvor uređaja spaja se glavni vod koji transportira prethodno ispumpanu tekućinu do mjesta potrošnje. Uz to, ako stanica ima ugrađeni filter i ventil, tada usisno crijevo ne morate dodatno opremati njima.

Crpna stanica predstavlja kompleks opreme koji uključuje hidraulički spremnik, tlačnu sklopku, manometar i izravno površinsku električnu crpku. Ako postoji vjerojatnost rada agregata u stanju “suha hoda” preporučuje se kupnja automatskih crpki opremljenih kontrolerom protoka i automatskim blokom (+)

Hidraulički membranski spremnik zajedno s centrifugalnom crpkom može održavati tlak u vodovodu vikendice od 1,5 atmosfere. To je sasvim dovoljno za stabilan rad svih kućanskih uređaja koji se ugrađuju u privatnim kućama. Štoviše, većina modela hidroakumulatora predviđena je za maksimalni tlak od 4,5 atmosfere, što je više nego dovoljno čak i za vikendicu s dva ili tri kata.

Automatska stanica je kompaktna i ne zahtijeva teško betoniranje podloge ispod opreme. Njen najveći element je spremnik za akumuliranje vode. Međutim, za njezinu instalaciju potrebna je zasebna prostorija zbog buke koja se stvara tijekom rada. Najčešće se cijela instalacija montira na prvom katu ili u podrumu, gdje je najprikladnije njome upravljati i održavati je.

Što je veći kapacitet spremnika hidroakumulatora, to će se motor crpke rjeđe uključivati u rad i manje će biti njegovo trošenje.

Donekle skupo, ali sasvim razumno rješenje za smještaj opreme može biti keson, u kojem se može smjestiti cijeli kompleks agregata, kao i crpka s automatizacijom bez hidrauličkog spremnika instaliranog u kući. Proračunska varijanta smještaja stanice na vikendici podrazumijeva izgradnju zasebnog paviljona koji štiti agregat od atmosferskih nepogoda.

Rad i značajke upravljačke jedinice

Zadaća automatike koja upravlja crpnom stanicom jest praćenje tlaka u sustavu te uključivanje/isključivanje motora hidrauličke crpke prema potrebi. U tu svrhu upravljačka jedinica uključuje manometar i relej. Prvi kontrolira trenutni tlak, a drugi upravlja crpkom.

Glavni elementi releja su dvije opruge. Velika je podešena za zatvaranje kruga pri najnižem tlaku u membranskom spremniku, kada je u njemu malo vode. A manja kontrolira maksimalni tlak, prekidajući strujni krug kada se taj tlak postigne.

Relej tlaka automatski pokreće crpku stanice kada tlak padne na 1,4 bara, na primjer, i isključuje je kada se postigne maksimalna vrijednost koju je odredio proizvođač. Nepoželjno je mijenjati tvorničke postavke releja jer su one prilagođene mogućnostima zapornog ventila.

Pri kupnji crpne stanice za rad u krugovima s mogućnošću kratkotrajnog rada bez vode, potrebno je obratiti pažnju na postojanje uređaja kontrolera protoka.

Namijenjen je zaštiti motora od pregrijavanja u slučaju nedostatka vode na vodozahvatu. U takvim agregatima upravljačka jedinica nije usmjerena na granične vrijednosti tlaka, već na smanjenje protoka.

U tome kako pravilno odabrati crpnu stanicu za uređenje vikendice pomoći će vam članak koji smo predložili. Osim vrijednih preporuka za kupce opreme, u njemu se nalazi i rang lista najboljih ponuda na domaćem tržištu.

Interakcija crpke s hidroakumulatorom

Kapacitet membranskog spremnika odabire se uzimajući u obzir volumen potrošnje vode. Bračnom paru sasvim će odgovarati varijanta od 25–40 litara, a za obitelj od više osoba trebat će odabrati uređaj od 100 litara.

Spremnike manje od 15 litara preporučuje se kupovati samo za sezonsku upotrebu na vikendici. Zbog stalnog pumpanja vode, membrana u njima brzo se istroši.

U hidrospremnik u početnom stanju kroz niple (zračni ventil) upumpan je zrak koji stvara tlak od 1,5 atm. Tijekom rada u membranu se pod tlakom pumpa voda koja sabija zračnu “zalihu”. Pri otvorenoj slavini, sabijeni zrak istiskuje vodu.

Smatra se da što je veći kapacitet, to će duže trajati crpna oprema jer će se broj ciklusa uključivanja/isključivanja smanjiti. Međutim, spremnik velikog kapaciteta košta poprilično.

Prema pravilima, hidrospremnik se odabire na temelju izračuna, polazeći od vrijednosti tlaka uključivanja i isključivanja koje je naveo proizvođač, stvarne potrošnje vode kada su istovremeno uključene vodozahvatne točke.

Rezerva tekućine u hidrauličkom spremniku obično iznosi oko trećine ukupnog volumena. Sav preostali prostor namijenjen je sabijenom zraku koji je potreban za održavanje stalnog tlaka vode u cijevima.

Ako se hidroakumulator ugrađuje u vodoopskrbni sustav kako bi se smanjili rizici povezani s hidrauličkim udarom, tada se spremnik može odabrati manje veličine. U ovom slučaju nije važan volumen, već postojanje membrane i zraka iza nje. Upravo će oni u slučaju potrebe preuzeti udarac, ublaživši njegove posljedice.

Učinak crpke mora odgovarati volumenu membranskog spremnika (za kapacitet od 20–25 litara preporučuje se uzeti hidrocrpku od 1,5 m³/h, za 50 litara – 2,5 m³/h, a za spremnik od 100 litara – najmanje 5 m³/h).

Automatska crpna stanica radi u dva ciklusa:

1. Prvo se u hidroakumulator pumpa voda crpkom iz vodozahvata, stvarajući u njemu prekomjerni tlak zraka.
2. Pri otvaranju slavine u kući, membranski spremnik se prazni, nakon čega automatika ponovno pokreće crpnu opremu.

Uređaj hidroakumulatora za crpnu stanicu vodoopskrbe iznimno je jednostavan. Sastoji se od metalnog kućišta i nepropusne membrane koja cijeli unutarnji prostor dijeli na dva dijela. U prvom se nalazi zrak, a u drugi se pumpa voda.

Crpka pumpa tekućinu u membranski spremnik samo kada tlak u sustavu padne na vrijednosti oko 1,5 atm; kada se postigne zadana maksimalna vrijednost tlaka, stanica se isključuje (+).

Nakon punjenja hidroakumulatora relej isključuje crpku. Otvaranje slavine u umivaoniku dovodi do toga da voda, koju zrak pritišće na membranu, počinje postupno otjecati u sustav vodoopskrbe. U nekom trenutku spremnik se isprazni do te mjere da tlak oslabi. Nakon toga ponovno se uključuje crpka, pokrećući ciklus rada crpne stanice iznova.

Kad je spremnik prazan, membranska pregrada se stisne i priljubi uz prirubnicu ulazne cijevi. Nakon uključivanja hidrauličke crpke, membrana se ispravi pod tlakom vode, sabijajući zračni dio i povećavajući u njemu tlak zraka. Upravo to međudjelovanje plina i tekućine kroz promjenjivu barijeru leži u principu rada membranskog spremnika crpne stanice.

Kriteriji za odabir opreme

Crpne stanice tvorničke izvedbe dolaze s površinskom hidrauličkom crpkom, koja često ima unutarnji ili vanjski ejektor. Međutim, hidroakumulatori se također mogu koristiti s potopnom crpnom opremom, ali se za njih koristi nešto drugačiji tehnički naziv “crpni sustav”.

U slučaju rada u tandemu sa stanicom, membranski spremnici mogu biti manjeg volumena nego hidrospremnici za sustave s potopnim crpkama. To je zbog toga što potopne crpne jedinice imaju manji dopušteni broj uključivanja/isključivanja po satu nego površinske crpke.

Crpne stanice, potpuno pripremljene za rad u proizvođačkom pogonu, potrebno je samo priključiti na odgovarajuće cjevovode i napajanje električnom energijom (+).

Površinske crpke koje imaju unutarnji ejektor imaju ozbiljna ograničenja po pitanju dubine vodozahvata. One vodu mogu podići samo s 7–8 metara. Međutim, daju snažan tlak vode na izlazu sa stupcem vode od 40–60 metara (4–6 bara).

Unutarnji ejektor se ne boji zračnih čepova. Oni najprije propuhuju zrak bez ikakvih negativnih posljedica za sebe, a zatim počinju tjerati vodu iz bunara u sustav.

Glavni nedostatak stanica s unutarnjim ejektorom je visoka razina buke tijekom rada. Ako se ovi modeli crpne opreme za autonomnu opskrbu vodom planiraju instalirati u privatnoj kući, preporučuje se to učiniti samo u pomoćnim prostorijama s dobrom zvučnom izolacijom.

Upotreba vanjskog ejektora omogućuje uzimanje vode s dubina do 50 metara. Ove su crpke ekonomičnije, ali imaju niski stupanj učinkovitosti (ne više od 40%). Međutim, proizvode mnogo manje buke nego analozi s ugrađenim ejektorom.

Izbor tipa crpnog agregata za stanicu ovisi o kvalitativnim karakteristikama medija koji se planira pumpati:

Određivanje mjesta za stanicu vodoopskrbe

Prilikom odabira položaja za crpnu stanicu, potrebno je voditi se karakteristikama hidrocrpke. Svakih deset metara horizontalne cijevi između izvora vode i crpke smanjuje njezinu usisnu sposobnost za 1 m.

Ako se pretpostavlja da će udaljenost između njih biti veća od deset metara, tada model crpnog agregata treba odabrati s povećanom dubinom usisavanja.

Automatsku stanicu sustava autonomne vodoopskrbe može se smjestiti:

• na otvorenom u kesonu pored bušotine;
• u posebno izgrađenom izoliranom paviljonu za crpnu opremu;
• u podrumu kuće.

Stacionarna vanjska varijanta predviđa uređenje kesona i polaganje tlačne cijevi od njega do vikendice ispod razine smrzavanja tla. Kod postavljanja cjevovoda koji se koristi tijekom cijele godine, polaganje ispod dubine sezonskog smrzavanja je obavezno.

Kod postavljanja privremenih ljetnih vodova za vrijeme boravka na vikendici, cjevovod se ne ukopava dublje od 40 – 60 cm ili se polaže na površini.

Topli ventilirani podrum sa zvučnom izolacijom idealno je mjesto za montažu crpne stanice, tamo se ni ona ni cijevi vodoopskrbe zimi sigurno neće smrznuti (+)

Ako se montaža stanice izvede u soklu ili podrumu, nećete se morati bojati smrzavanja crpke zimi. Potrebno je samo položiti usisnu cijev ispod granice smrzavanja tla kako se ne bi smrznula u jakim hladnoćama.

Nerijetko se bušotina buši izravno u kući, tada se znatno smanjuje duljina cjevovoda. No nije u svakoj vikendici takvo bušenje moguće.

Instalacija crpnih stanica za vodoopskrbu u zasebnoj zgradi moguća je samo ako se oprema koristi u razdoblju pozitivnih temperatura. Međutim, za područja s vrlo niskim zimskim temperaturama, ovu opciju namijenjenu cjelogodišnjem radu potrebno je izolirati ili ugraditi sustav grijanja. Bolje je odmah montirati crpnu stanicu izravno u grijanoj kući.

Pri odabiru mjesta za smještaj stanice za vodoopskrbu potrebno je uzeti u obzir temperaturne granice navedene u njezinoj putovnici proizvođača:

Parametri tlaka u hidroakumulatoru

Za ispravan rad kućanskih vodovodnih uređaja u vodovodu vikendice potrebno je održavati tlak od 1,4–2,6 atmosfera. Kako se membrana hidroakumulatora ne bi prebrzo istrošila, proizvođači preporučuju postavljanje tlaka u njemu za 0,2–0,3 atm višeg od vodovodnog.

Tlak u vodovodu jednokatne kuće obično iznosi 1,5 atm. Od te brojke treba polaziti pri podešavanju hidrospremnika. No za veće stambene zgrade tlak je potrebno povećati kako bi voda bila na svim najudaljenijim slavinama od usponskog voda. Ovdje su potrebni složeniji hidraulički proračuni uzimajući u obzir duljinu i konfiguraciju cjevovoda, kao i broj i vrstu vodovodnih uređaja.

Pojednostavljeno izračunati potreban tlak za unutarnji vodovod može se pomoću formule:

(H+6)/10,

gdje je «H» visina od pumpe do najviše točke dovoda vode u sanitarnu opremu na gornjem katu kuće.

Međutim, ako izračunata vrijednost tlaka u autonomnom vodovodu premašuje dopuštene karakteristike postojećih sanitarnih i kućanskih uređaja, tada će pri postavljanju takvog tlaka oni prestati raditi. U tom slučaju potrebno je odabrati drugu shemu razvoda vodovodnih cijevi.

Podešavanje tlaka u zračnom dijelu hidroakumulatora obavlja se kroz ventil ispuštanjem viška zraka ili njegovim pumpanjem automobilskom pumpom.

Mogući kvarovi u radu instalacije

Ako se pumpa prečesto uključuje i odmah isključuje, potrebno je odmah provjeriti tlak zraka u hidroakumulatoru. Pri sniženim vrijednostima trebat će ga napumpati. No, problem će se na taj način moći riješiti samo ako membrana i kućište spremnika nisu oštećeni. Tu će pomoći samo obraćanje servisnom centru i serviserima.

Nippel za pumpanje zraka najčešće se nalazi na suprotnoj strani spremnika od ulaza vode, no mogući su i bočni položaji.

Ako se na nippelu zračnog ventila hidroakumulatora pojave kapljice vode, hidroakumulator je potrebno odmah odvojiti od vodovodnog sustava. To je izravan znak oštećenja membrane. Bez njezine zamjene u takvoj situaciji neće biti moguće. Zrak ne smije ulaziti u vodovodni sustav privatne kuće kroz membranski spremnik.

Ako se pumpa uopće ne želi uključiti, treba provjeriti podešavanje tlačne sklopke. Ponekad je podešena na previsoki tlak. No moguć je i slučaj ulaska zraka u usisno crijevo, što uzrokuje aktiviranje zaštite od suhog rada.

Prednosti crpnog agregata s hidrospremnikom

Crpni agregat je neizostavan dio autonomnog sustava vodoopskrbe. On osigurava dovod vode iz bunara ili zdenca, a daljnja distribucija vode po kući obavlja se radom same pumpe, korištenjem vodospremnika ili primjenom hidroakumulatora.

Hidropneumatska vododizalna instalacija i vodospremnik namijenjeni su za održavanje stalnog tlaka u unutarnjem sustavu vodoopskrbe.

Korištenje samo jedne pumpe za distribuciju vode po kući nosi mnoge probleme. Kod takve konfiguracije autonomnog vodoopskrbnog sustava crpna oprema je prisiljena stalno se uključivati/isključivati, zbog čega joj se vijek trajanja naglo smanjuje. A u slučaju nestanka električne energije kuća ostaje potpuno bez vode.

Kako bi se smanjilo trošenje pumpi i osigurala kuća u slučaju kvarova na električnim mrežama, u sustav vodoopskrbe kuće uključuje se dodatni spremnik. To može biti vodospremnik na tavanu iz kojeg voda gravitacijom teče do sanitarnih uređaja, ili hidroakumulator (koji se naziva i membranski spremnik ili hidrospremnik) koji umjetno održava tlak u mreži.

U oba slučaja pumpa se uključuje radi stvaranja zaliha vode u spremniku. Samo u drugom slučaju zaliha se stvara automatski upravljačkim sustavom prema parametrima tlaka. Pritom spremnik za skladištenje omogućuje stvaranje rezerve vode za slučaj nestanka struje, dok sustav s hidrospremnikom bez električne energije uopće neće raditi.

Međutim, spremnik u napunjenom stanju ima znatnu težinu i prilikom postavljanja na tavanu zahtijeva ojačanje stropa i toplinsku izolaciju.

Varijanta s membranskim spremnikom je prikladnija i praktičnija. Princip rada sustava vodoopskrbe s takvom crpnom stanicom temelji se na umjetnom održavanju vodenog tlaka u cijevima. Sama pumpa koja crpi vodu iz vodozahvata uključuje se samo radi punjenja spremnika. Zatim se njegova isporuka u sustav vrši pomoću komprimiranog zraka.

Hidropumpe ugrađene u podrumu crpne stanice rade na usis, što omogućuje njihovu upotrebu samo na plitkim vodonosnim slojevima ili s bunarima s prirodnim tlakom vode.

Za razliku od varijante s ekspanzijskim spremnikom, hidropneumatski uređaj je kompaktniji. Osim toga, korištenje hidroakumulatora membranskog tipa jamči odsutnost hidrauličkih udara u mreži i stalan tlak u cijevima vodovoda, a također pojednostavljuje održavanje sustava vodoopskrbe potrošača u privatnoj kući.

Jedini nedostatak crpnih stanica s hidroakumulatorom jest ovisnost o električnoj energiji. Spremnik koji akumulira vodu često ima male dimenzije od 25–50 litara. Pumpa se mora često uključivati kako bi ga napunila, a u slučaju nestanka struje rezerva vode ne traje predugo. Kako bi se izbjegle takve situacije, poželjno je nabaviti autonomni generator.

Zaključci i koristan video na temu

Video #1. S kojih dubina crpna oprema može podići vodu:

Video #2. Kako samostalno sastaviti crpnu stanicu od kućanske centrifugalne pumpe:

Video #3. Sve o principu rada hidroakumulatora koji je dio crpne stanice:

Automatski autonomni sustavi vodoopskrbe omogućuju da tijekom boravka u seoskoj kući ne morate nositi vodu u kantama. Zahvaljujući jednostavnoj konstrukciji, crpne stanice nisu složene za montažu i održavanje.

S njihovom instalacijom može se nositi gotovo svatko. Srećom, postoji mnogo konfiguracija crpne opreme različitih tipova s hidroakumulatorima, tako da se za svaku vikendicu može odabrati optimalno rješenje.

Želite li podijeliti vlastito iskustvo o korištenju crpne stanice, imate li pitanja ili ste uočili nedostatke u članku? Pišite, molimo Vas, komentare u bloku ispod.