Тема этой статьи — подача воды в дом из скважины. Мы выясним, какой напор должен создавать насос; какие насосы предпочтительны для работе в скважине и как они соединяются с системой водоснабжения дома. Кроме того, нами будет затронута очень любопытная концепция — система кондиционирования, использующая воду из скважины для охлаждения помещения.
Напор
Очевидно, что вода в дом из скважины должна подаваться с избыточным напором.
Для этого как минимум две причины.
- Воде приходится преодолевать гидравлическое сопротивление труб и фитингов, что связано с неизбежным падением напора.
Кстати: пластиковые и металлопластиковые трубы всех типов обладают куда меньшим гидравлическим сопротивлением, чем стальные (включая оцинковку). В случае черной стали характеристики труб заметно уменьшаются в ходе эксплуатации за счет коррозии и накопления в водопроводе известковых отложений.
- Избыточное давление необходимо для нормальной работы смесителей и арматуры бачков унитазов. Если вода будет поступать к заливному клапану современного бачка самотеком, он просто-напросто не откроется. Впрочем, старые отечественные бачки способны работать без избыточного давления.
Итак, какой напор должен создавать насос?
Расчет
Порядок расчета довольно прост.
- За основу берется глубина скважины. Если в силу каких-то причин документация на нее отсутствует, замер несложно выполнить с помощью груза на веревке. Учтите: насос обычно подвешивается на расстоянии не меньше метра от дна, что защищает его от попадания в крыльчатку ила и песка.
- К глубине скважины в метрах добавляется 30 метров избыточного напора. Тем самым мы гарантированно обеспечим необходимое давление на всех сантехнических приборах.
- Полученный результат дополнительно увеличивается на 10 процентов, чтобы компенсировать неучтенные потери на фитингах, поворотах водопровода и т.д.
Давайте выясним, каким должен быть напор насоса для 70-метровой скважины: (70+30)х1,1=110 метров.
Превышать расчетное значение не стоит по двум причинам.
- Это вызовет бесполезный перерасход электроэнергии.
- Избыточное давление подвергнет риску целостность водопровода, в первую очередь — гибких подводок к смесителям и бачкам.
Выбор насоса
Каким насосом должна транспортироваться вода в дом со скважины? Каковы критерии выбора?
Современный рынок предлагает несколько конструктивных исполнений скважинных насосов.
Перечислим их с указанием ключевых эксплуатационных особенностей.
- Устройства наружной (надземной) установки легкодоступны для ремонта и обслуживания, в отличие от всех погружных; их беда в том, что эти изделия способны работать лишь при расстоянии от поверхности до зеркала воды, не превышающем 10 метров.
- Вихревые насосы сравнительно дешевы; однако ввиду минимального (в доли миллиметра) зазора между крыльчаткой и корпусом они крайне чувствительны к примесям. При содержании взвесей больше 30 граммов на кубометр лучше предпочесть другие решения.
- Винтовые — напротив, способны транспортировать пульпу с содержанием песка до 50 %. Цена этой неприхотливости — низкая производительность и КПД, не превышающий у лучших моделей 70%.
- Мембранные насосы предельно дешевы и способны создавать относительно приличный напор. Их основной недостаток — в том, что мембраны механически изнашиваются в процессе работы: ресурс устройства между ремонтами не превышает 2 лет.
- Наконец, центробежный насос — это дальнейшее развитие идеи вихревого. Напор создается ступенчато, несколькими рабочими колесами. Благодаря большому зазору между ними и корпусом допустимы взвеси в количестве до 150 г/м3 с размером частицы до 2 мм; устройства этого типа способны создавать напор до 250 метров и выше.
На что еще стоит обратить внимание, выбирая устройство, которое обеспечит ввод воды в дом из скважины?
Производительность в идеале должна превышать пиковое потребление семьи, но быть меньше дебита скважины. Второе требование связано с тем, что сухой ход (работа в отсутствие воды) — главный враг механики насоса: вода обеспечивает охлаждение мотора.
Справка: для семьи из 3-4 человек обычно берется насос производительностью 30-50 литров в минуту. Если вода из скважины используется для полива, расчетная производительность увеличивается вдвое.
Диаметр насоса должен соответствовать диаметру скважины. Избыточно большой зазор между корпусом и стенками обсадной трубы ухудшит охлаждение электромотора; отсутствие зазора создаст проблемы при опускании и подъеме устройства для ремонта или замены. В большинстве случаев используется насос диаметром 4 дюйма (дюйм равен 2,54 см) и обсадная труба диаметром 125 мм.
Лучше уделить внимание именитым производителям (Wilo, Grundfos, Pedrolo и иже с ними). Инструкция связана с более высокой отказоустойчивостью брендового оборудования и с характерными для них развитыми сетями сервисных центров.
Статьи по теме:
Ввод
Как выглядит собственно подводка воды в дом из скважины?
В этом качестве используется обыкновенная полиэтиленовая напорная трубы. Если быть точным, ее материал — ПНД (полиэтилен низкого давления заметно прочнее, чем более дешевый ПВД). Диаметр соответствует диаметру патрубка насоса; способ крепления к патрубку — компрессионный фитинг.
Основное, на что стоит обратить внимание при прокладке ввода своими руками: подвод воды к дому от скважины выполняется ниже уровня промерзания грунта. В этом случае мы гарантированно не дадим трубе перемерзнуть в пик холодов.
На схеме, помимо глубины прокладки ввода, можно увидеть дополнительное оборудование, монтирующееся после насоса.
Что делать, если выкопать траншею нужной глубины невозможно (скальный грунт, вечная мерзлота и т.д.)?
- Ввод теплоизолируется. Для этой цели можно использовать скорлупу из пенопласта или полиуретана, завернуть трубу во вспененный полиэтилен или собрать короб, засыпанный керамзитом: выбор типа утепления — на ваше усмотрение.
- Внутри теплоизоляции прокладывается саморегулирующийся греющий кабель, который не даст воде замерзнуть даже в отсутствие водоразбора. Кабель крепится к трубе скотчем, изолентой или хомутами.
Особый случай
Имеет ли какие-то преимущества в плане эксплуатационных качеств скважина на воду в доме?
Можно привести доводы и за такое решение, и против него.
- Вероятность замерзания ввода стремится к нулю. В подвале утепленного строения температура не опускается ниже нуля даже в самые лютые морозы. Больше того, она остается стабильной даже в том случае, если дом не отапливается: грунт, как мы помним, имеет стабильно положительную температуру, от холодного воздуха же он в нашем случае теплоизолирован стенами.
- Про рытье траншеи можно забыть.
- Мало того: при одном и том же уровне водоносного горизонта ствол скважины, пробуренной из котлована, окажется несколько короче, что сэкономит вам некоторую сумму на буровых работах.
Одни плюсы, не так ли?
Увы, не так. Подвох — в том, что при деформации ствола скважины, падении насоса или повреждении обсадной трубы ремонтные работы часто сводятся к повторной проходке буром. Как вы понимаете, в подвале жилого дома это делается невозможным.
Кстати: обычно рекомендуется бурить не ближе трех метров от стен дома. Ограничение связано с вероятностью просадки фундамента при выборке грунта рядом с ним.
Кондиционирование
Можно ли организовать охлаждение дома водой из скважины?
Приведем несколько решений различной сложности и эффективности с их краткой оценкой.
Тепловой насос
Схема использует тепловой насос «вода — воздух». Его теплообменник отдает избыточную энергию воде, которая отбирается из одной скважины и сливается в другую. Благодаря стабильной температуре грунтовых вод в течение года тепловой насос может использоваться как для летнего кондиционирования помещения, так и в качестве зимнего отопительного прибора.
Решение весьма практично и универсально, однако в его недостатки стоит записать:
- Высокую стоимость. Тепловой насос обойдется в 150-200 тысяч рублей; вторая скважина тоже не порадует владельца дешевизной.
- Высокие требования к дебиту скважины. Для того, чтобы отвести 14 КВт-ч тепла, нужно нагреть на три градуса 4 кубометра воды. Столько за час отдаст далеко не всякий подземный водоносный горизонт.
Схема бурения для теплового насоса. Минимальное расстояние между заборной и дренажной скважинами — 10 метров. Ток грунтовых вод — от забора к дренажу.
Фанкойл в системе водоснабжения
Несравненно более дешевое решение — разомкнуть систему холодного водоснабжения фанкойлом (теплообменником с принудительным обдувом). Почему именно им? Обдув позволяет увеличить теплообмен при фиксированной площади радиатора.
Подсказка: в роли фанкойла часто используется старый внутренний блок кондиционера. Среди прочего, при его применении в этом качестве упростится отвод конденсата: все необходимые трубки и отверстия в корпусе уже присутствуют.
Почему такая схема, несмотря на простоту, не пользуется большой популярностью? Из-за смехотворной эффективности. При разумном расходе холодной воды количество тепла, которое будет отобрано у воздуха помещения, составит около киловатт-часа в сутки.
Циркуляционная схема
Куда более разумное решение — сделать схему с фанкойлом циркуляционной.
- В скважину выше насоса помещается теплообменник. Желательно — медный, с частым оребрением: таким образом, мы обеспечим максимум эффективности при минимальном размере. Однако часто он представляет собой просто U-образную полиэтиленовую трубу.
- Теплообменник соединяется с фанкойлом парой магистралей (как правило, из той же полиэтиленовой трубы).
- Магистрали разрываются сборкой из циркуляционного насоса, группы безопасности (манометр, расширительный бачок и предохранительный клапан) и вентиля для заполнения контура.
Эффективность охлаждения для 40-метровой скважины может составить 1,5-2,5 киловатта. При этом расход электроэнергии будет меньше, чем у самого экономичного кондиционера — 60-75 ватт.
Заключение
Как всегда, в видео в этой статье читатель найдет дополнительные материалы. Успехов!