Чтобы определиться, какой насос будет поднимать воду из скважины в дом, нужно иметь общее представление о самих скважинах. В практике водоснабжения частных домов есть два распространённых типа скважин и, соответственно, два варианта насосного оборудования для них.
Первый тип скважин имеет несколько названий — абиссинский колодец, скважина «игла», забивная, или фильтровая, скважина. Строго говоря, это даже не скважина, а трубчатый колодец. Здесь, бурение идёт до первого водоносного слоя, не являющегося «общественным». Это, - так называемая зона аэрации, область безнапорных грунтовых вод. Скважину забуривают ниже водоупорного слоя глины, до водоносного песка. Поэтому так и говорят — скважина «на песок». Воду из неё поднимают бытовыми вакуумными насосами.
Даже, если вода, находящаяся в песчаном слое, окажется непригодной для питья, её можно будет использовать в технических нуждах, для полива.
Однако, для питьевого водоснабжения потребуется устройство другой скважины — «на известняк». Другое её название — артезианская. Её глубина, как правило, пятьдесят и более метров. Водоносный слой, до которого бурится артезианская скважина, находится под гидростатическим давлением. Чтобы качать воду из артезианской скважины, нужны специальные глубинные насосы.
Обычно, для устройства артезианской скважины необходимо получать разрешение, лицензию, а само бурение вести по проекту, согласованному с соответствующими местными органами власти. Готовая скважина получает паспорт и ставится на кадастровый учёт.
Насос для абиссинского колодца
Преимущество этого типа скважины в том, что пробурить её можно быстро, в стеснённых условиях и компактным оборудованием. Стоимость строительства такой скважины намного меньше, чем артезианской.
Шнековое бурение и монтаж труб с фильтром занимает порядка трёх часов. Когда пробурена сама скважина, на место шнеков монтируют трубы на резьбе, внизу заканчивающиеся сетчатым фильтром. Скважину прокачивают до визуально чистой воды. Наиболее чистый водоносный слой определяют в ходе бурения по цвету и размерности песка. Чем светлее песок, тем чище вода. Чтобы дебит скважины был достаточным, нужно найти песок максимально крупной фракции. В таком песке вода быстрее восполняется при отборе.
Если насос устанавливают в кессоне или в самом здании, то трубы применяют относительно небольшого диаметра — как правило, это один дюйм (25 миллиметров). Они обеспечивают достаточно высокий столб воды.
Поднять воду из такой скважины способны вакуумные насосы как с ручным включением, так и автоматические насосные станции, оборудованные пусковым реле по датчику давления. Если нет электричества, используют ручной механический насос, так называемый альвеер.
Устройство абиссинской скважины возможно, только. в определённых геологических условиях. Нужна песчаная водонасыщенная прослойка на отметке не менее 12 метров от поверхности. Бытовые насосы, вибрационные и центробежные, рассчитаны на подъём воды именно с такой глубины. Поэтому, если грунт до отметки 10 метров складывается из глины, суглинков или каменистых скальных пород, бурить такую скважину не имеет смысла.
В песчаных грунтах дебит абиссинской скважины составляет примерно два кубометра воды в час. Дебит — это объём жидкости, стабильно поступающей в единицу времени.
От дебита напрямую зависит выбор насоса. Чем дебит выше, тем больше может быть производительность насоса. Чтобы определить дебит, всю воду выкачивают мощным насосом в большую мерную ёмкость. После этого величину интенсивности, с которой вода откачана при замере (кубический метр в час), делят на статический уровень, определённый для скважины, отстоявшейся в течение суток, и умножают на высоту водяного столба. Полученный результат будет дебитом скважины, на его основании и подбирают насос.
А высоту, на которой при откачке уровень воды снижается и останавливается на определённой отметке, называют динамическим уровнем. Вода на нём прибывает с той же скоростью, с какой откачивается насосом. На динамическом уровне дебит и производительность насоса уравниваются. Производительность измеряется в объёме воды, выкачиваемой за единицу времени. Обычно указываются метры кубические в час.
Если разница между динамическим и статическим уровнями составляет метр и больше, значит, можно установить насос с большей производительностью. Однако, когда дебит скважины равен или даже меньше производительности насоса, уровень воды при откачке падает быстрее, чем восполняется.
Глубина абиссинской скважины может быть от 5 до 25 метров. Несмотря на то, что вакуумный насос способен поднять воду с глубины 8–10 метров, при высоком статическом уровне и достаточном дебите вода способна держаться в трубе на глубине всего 3–5 метров от уровня земли. То есть в рабочей зоне насоса.
Если абиссинской скважиной пользоваться постоянно, не допуская высыхания и заиливания труб и фильтра, то при правильно подобранном насосе такая конструкция прослужит десятилетия.
Место для насоса
Кессонная камера
Ближайшее к скважине место — кессонная камера. Так называют утеплённый приямок глубиной чуть ниже уровня промерзания (для средней полосы это около двух метров). Следует учитывать, что напор насоса складывается из высоты вертикального столба подъёма воды и примерно десятой части длины горизонтальных участков. Поэтому, если от водоносного слоя до места установки насосной станции по вертикали и горизонтали суммарно больше 15 метров, возможно, потребуется установка промежуточного «повышающего» насоса, в зависимости от рабочих характеристик насоса, пьезометрического графика местности и объективных потерь на трение и местное сопротивление.
У каждого насоса есть максимальная высота всасывания (от фильтра на дне скважины до всасывающего патрубка насоса) и высота нагнетания (от нагнетательного патрубка насоса до самого высокого водоразборного крана). Со стороны нагнетания, если считать напор в метрах водяного столба, также теряется примерно одна десятая длины горизонтальных участков.
При использовании поверхностных центробежных насосов появляется ещё один аргумент в пользу кессонной камеры. Дело в том, что при пониженном дебите скважины возможно перегорание двигателя на сухом ходу. Способы защиты от сухого хода бывают разные. Самый простой — поплавковый датчик опорожнения, применяемый для колодезных насосов.
Кабель поплавка включается в разрыв фазы, питающей насос. Когда уровень перекачиваемой жидкости опускается ниже минимального уровня, контакты поплавка размыкают фазу, насос останавливается. Для самого насоса эта защита не прямая и не всегда надёжная. Сигналом к отключению в данном случае является всего лишь произвольно установленный уровень крепления поплавка. Также эта схема конструктивно неприменима для узких скважин.
Более надёжной защитой служит реле давления со срабатыванием по нижнему уровню, который заведомо ниже рабочего давления насоса. Этот способ используется при работе насоса совместно с вакуумным баком.
Следующей разновидностью защиты от сухого хода будет реле потока. Оно включает насос при уменьшении давления в системе до величины, установленной при настройке. Как только прекращается водоразбор, жидкость перестаёт проходить через реле и насос отключается. Встроенный в реле датчик протока регистрирует расход жидкости и её отсутствие. Отключение насоса происходит с задержкой по времени, после регистрации сухого хода.
Реле давления в сборе с манометром
Насосную станцию необходимо устанавливать на ровном горизонтальном основании, по уровню. Только так насос будет работать на максимальной производительности. Если это подтопляемый подвал или кессонная камера скважины, под насосом должно быть железобетонное основание выше возможного уровня затопления. В подвале жилого дома желательно установить виброоснование. Ведущие производители насосов предлагают для своего оборудования специальные виброгасящие опоры. Для электробезопасности насосную станцию заземляют.
Устанавливать насосную станцию в кессонной камере нужно ниже отметки промерзания земли, с обязательным утеплением. При возможности — проложить термошнур по всей длине водопроводного ввода, от кессона до дома. Это предупредит замерзание и разрыв трубы при сильных морозах и нерегулярном использовании водопровода.
Бак-аккумулятор в сборе с реле давления и распределительной гребенкой
Ёмкость аккумуляторного бака насосной станции подбирают с учётом количества проживающих в доме либо числа водоразборных точек. Обязательно учитывается часовая неравномерность потребления — на утреннее и вечернее время приходится максимум водоразбора. Также не стоит забывать о запасе воды на случай перебоев с электричеством. Долгое время выдерживать частые перепады давления позволит мембрана бака из прочного, но эластичного материала. Корпус бака должен противостоять коррозии и известковым отложениям.
Если вода железистая или сильно кальцинирована, содержит твёрдые включения, то до насоса нужно установить фильтр или целую фильтрующую станцию с агрегатами очистки, смягчения и обезжелезивания воды. Это в разы увеличит срок службы насоса. Поэтому при подборе насоса придётся учесть потери давления в фильтрах.
Окончание следует
