Menu

Instalacje zasilane wodą ze studni

Wiadomości wstępne

Instalacje z pompą ręczną

Instalacje z hydroforem

 

Wiadomości wstępne

 

Jeżeli w pobliżu działki nie ma sieci wodociągowej jedynym źródłem zaopatrzenia w wodę zasilania instalacji jest własna studnia. Rozwiązanie takie stosowane jest też w przypadku działek wykorzystujących wodę na inne cele jak: podlewanie ogrodu, napełnianie basenu, oczka wodnego, gdzie koszt zakupu wody jest zbyt wysoki bądź zakład wodociągowy nie zezwala na jej inne użycie niż do celów bytowych.

  Studnia stanowiąca ujęcie wody powinna spełniać następujące cechy:

- powinna posiadać bezpieczną konstrukcję, dostosowaną do montażu pompy o napędzie mechanicznym

- woda ze studni musi się nadawać do picia (drugi wymóg nie jest konieczny w przypadku własnej stacji uzdatniania wody).

 Studnie ze względu na budowę dzielą się na: kopane, wbijane lub wkręcane w grunt (tzw. abisynki), wiercone.
 

Instalacja z pompą ręczną (Tekst: Michał Piekarek)

 

    Wykorzystana w tej instalacji pompa ręczna łopatkowa lub tłokowa zasysa wodę z pobliskiej studni wtłaczając ją do zbiornika górnego, skąd rozprowadzana jest do punktów czerpalnych. Układ wyposażony jest w system zabezpieczenia, który sygnalizuje przepełnienie zbiornika (całkowite napełnienie). Odprowadzenie nadmiaru zgromadzonej wody odbywa się przewodem umiejscowionym w górnej części zbiornika połączonym z odpływem do kanalizacji. W układ pompa - zbiornik górny można włączyć pompę zasilaną energią elektryczną. Sterownie pompy polega na jej ręcznym włączeniu i wyłączeniu za pomocą wyłącznika zlokalizowanego w tym samym pomieszczeniu, co przelew sygnalizujący napełnienie zbiornika.
Aby instalacja pracowała prawidłowo powinny być wmontowane dwa zawory odcinające spełniające funkcję regulacyjną pozwalającą na wybór sposobu napełnienia zbiornika.

zbiogo1.gif

Rys.1 Instalacja studzienna ze zbiornikiem górnym i pompą ręczną tłokową

 

zbiogo2.gif

Rys.2 Instalacja z pompą elektryczna i wyłącznikiem pływakowym

 

Rys.3 Instalacja jw. ale z pompa pływającą umieszczoną w studni, jako alternatywne pompowanie - pompa skrzydełkowa ręczna.

 

Sterowanie pracą pompy może być przeprowadzone z wykorzystaniem sterownika pływakowego umiejscowionego w zbiorniku. Jego położenie względem lustra wody włącza lub przerywa pracę pompy. Objętość zbiornika górnego w przedziale od 100 do 500 dm3 zapewnia użytkownikom pewność zaopatrzenia w wodę.
Zbiorniki wykonuje się dostosowując ich kształt do możliwości usytuowania w budynku. Są to:
− prostopadłościenne zbiorniki stalowe o grubości ścianek 3 mm wzmacniane i zabezpieczane antykorozyjnie za pomocą powłok lakierniczych,
− zbiorniki w formie stalowych ocynkowanych walczaków.

zbiogo4.gif

Rys.4 Zbiornik górny z pełnym uzbrojeniem.

 

Prawidłowo wykonany zbiornik górny powinien zawierać w swej konstrukcji króćce, do których podłączone są przewody: tłoczny, pionu wodociągowego, przelewowy i spustowy. Ich średnice dostosowane są do zapotrzebowania na wodę w indywidualnym gospodarstwie domowym. Każdy ze zbiorników powinien spełniać warunki zapewniające przechowywanie wody
w warunkach higienicznych i być wyposażony w elementy pozwalające na jego prawidłowe podłączenie, oraz umożliwiać dokonywanie okresowych przeglądów konserwatorskich. Właściwa izolacja zbiornika pozwala utrzymywać stałą temperaturę magazynowanej wody nie pozwalając na jej przegrzewanie latem oraz zamarznięcie zimą. Do zaizolowania zbiornika wykorzystuje się praktycznie każdy ze znanych i dostępnych materiałów izolacyjnych. Przed przystąpieniem do ustawiania zbiornika należy zwrócić uwagę, iż jego ciężar ma bezpośredni wpływ na konstrukcję budynku, a jego lokalizacja powinna zapewnić bezpieczeństwo użytkownikom tego budynku.
 

Instalacje z hydroforem

 

Co to jest zestaw hydroforowy

 

Zestaw hydroforowy, często potocznie zwany hydroforem, to zespół urządzeń, w skład którego wchodzą: pompa, zbiornik wodno-powietrzny (hydrofor) i przekaźnik ciśnieniowy. Zadaniem zestawu jest zapewnienie odpowiedniego, stabilnego ciśnienia w domowej instalacji wodociągowej. Zestaw hydroforowy powinien być zainstalowany, gdy dom jest zaopatrywany
w wodę z przydomowej studni. Pobór wody zwykle nie jest równomierny, dlatego pompa czerpiąca wodę ze studni nie pracuje stale, ale okresowo. Do tego potrzebne jest „zakumulowanie” ciśnienia oraz zgromadzenie zapasu wody wystarczającego na pokrycie zapotrzebowania podczas postoju pompy. Woda i ciśnienie są akumulowane w zbiorniku zestawu hydroforowego.

 

insthy5.gif

Rys. 1 Schemat instalacji z urządzeniem hydroforowym i pompą samozasysającą. U dołu z pompą głębinową.

 

insthy6.gif

 

Działanie

 

Schematy instalacji hydroforowych przedstawiono na powyższych rysunkach. Na rys.1 przewód ssący jest umieszczony w studni i zakończony koszem ssawnym popularnie zwanym "smokiem" i zaworem stopowym zapobiegającym spływaniu wody z przewodu przy wyłączonej pompie. Pompa samozasysająca zasysa wodę ze studni i tłoczy ją do zbiornika hydroforowego. Pomiędzy pompą i zbiornikiem umieszczony jest zawór zwrotny zapobiegający spadkowi ciśnienia w zbiorniku w czasie postoju pompy. Sterowaniem pompy zajmuje się wyłącznik ciśnieniowy, który załącza pompę przy spadku ciśnienia w zbiorniku poniżej wartości dopuszczalnej i wyłącza ją po napełnieniu zbiornika. Wyłącznik ciśnieniowy LC zamocowany jest zwykle na przewodzie pomiędzy zbiornikiem i zaworem zwrotnym lub bezpośrednio na zbiorniku.    W przypadku ujęcia głębinowego (rys.2) i studni wierconej, nie mamy do czynienia z przewodem ssawnym. Woda pobierana jest z ujęcia bezpośrednio przez zanurzoną w wodzie pompę i przekazywana przewodem tłocznym do zbiornika hydroforowego.

 

Pompa w układzie hydrofora

 

W układach hydroforowych pompa – zbiornik hydroforowy pracować mogą pompy różnego typu: od samozasysających do głębinowych. Każda z pomp współpracujących w układzie powinna być dobrana zgodnie z jej przeznaczaniem
i dokumentacją techniczną. Źle dobrana pompa lub zbiornik hydroforowy, skutkuje częstymi awariami oraz zwiększonym zużyciem energii elektrycznej, co może spowodować nieekonomiczność użytkowania. W zbiorniku hydroforowym nad zwierciadłem wody znajduje się poduszka sprężonego powietrza (stąd nazwa zbiornik wodno-powietrzny). Kiedy pompa nie pracuje, woda jest pobierana ze zbiornika. Powietrze się rozpręża, wypierając ją stamtąd do instalacji wodociągowej. Ciśnienie powietrza w zbiorniku spada, aż osiągnie ustaloną wartość minimalną. Wówczas włącza się pompa i tłoczy wodę ze studni do zbiornika. Powoduje to sprężanie powietrza do ustalonego ciśnienia maksymalnego, po czym pompa wyłącza się.
Zasadą działania zestawu hydroforowego jest proces włączania i wyłączenia pompy po osiągnięciu przez hydrofor ciśnienia właściwego dla minimalnego i maksymalnego napełnienia zbiornika. Pompa powinna pracować ekonomicznie, producent określa ekonomiczny zakres pracy pompy odpowiadający najwyższej sprawności. Taką pracę pompy zapewnia wyłącznik ciśnieniowy np. typu LCA współpracujący z układem sprężarki powietrznej zapewniającej aktualny poziom ciśnienia powietrza w zbiorniku. Zależnie od ciśnienia powietrza w hydroforze wyłącznik uruchamia bądź wyłącza pompę. Użytkowanie zgromadzonej wody może być dokonywane ciągle bez zwracania uwagi na to, czy pompa pracuje, czy nie. Układ taki jest idealny dla codziennego bytowania człowieka ze względu na jego bezobsługowość oraz fakt, iż zgromadzona woda transportowana jest do punktów czerpalnych pod właściwym ciśnieniem. Pozwala to na umiejscowienie zestawu
hydroforowego w piwnicy budynku bądź też w studni. Dla zapewnienia bezawaryjnego działania i łatwego dozoru nad zestawem dodatkowymi elementami wyposażenia hydroforu są: zawory odcinające, zawory zwrotne, manometr, zawór bezpieczeństwa, wodowskaz i spust.

 

Wyłączniki ciśnieniowe

 

Łączniki są przeznaczone do sterowania urządzeniami ciśnieniowymi, utrzymując ciśnienie czynnika w stałych określonych granicach. Produkowane w trzech typowielkościach zależnie od zakresu ciśnienia (0,1-0,4 MPa, 0,2- 0,8 MPa, 0,3-1.1 MPa). Łączniki są przeznaczone do instalowania w pomieszczeniach zamkniętych wolnych od pyłów, gazów i par wybuchowych lub chemicznie czynnych. Dopuszczalna wysokość instalowania nie może być większa niż 2000 m n.p.m. Najwyższa szczytowa temperatura otoczenia wynosi 40°C. Łącznik podczas pracy powinien być ustawiony pokrywą ku górze. Odchylenie od pionu nie może być większe niż 5°.

 

 

Rys.  Zakresy pracy wyłączników ciśnieniowych LCA-1, LCA-2, LCA-3.

 

Rys. Przekrój przez wyłącznik ciśnieniowy.(u dołu)

 

Regulacja wyłącznika

 

insthyd11.jpg

Wyłączniki ciśnieniowe można regulować zarówno pod względem wysokości ciśnienia załączania jak i zakresu ciśnienia na jakim będzie pracował zbiornik hydroforowy. Służą do tego dwie śruby oznaczone odpowiednio strzałkami czerwoną i zieloną na zdjęciu obok. Duża śruba z tworzywa sztucznego umieszczona pod sprężyną służy do regulacji  wartości ciśnienia załączania (ciśnienia przy jakim zostanie włączona pompa). Przekręcenie tej śruby w prawo, zgodnie ze wskazówkami zegara  spowoduje zwiększenie ciśnienia załączania np. z 2 na 3 bary, przekręcenie w lewo, zmniejszenie ciśnienia. Pamiętajmy przy tym że zwiększenie ciśnienia załączania zwiększy w tym wypadku także ciśnienie wyłączania. Jeśli ciśnienie załączania zwiększy  się o 1 bar to ciśnienie wyłączania także wzrośnie o 1 bar.

Śruba górna służy do regulacji zakresu ciśnienia na jakim będzie pracował hydrofor, a w praktyce do regulacji wysokości tylko ciśnienia wyłączania bez zmiany ciśnienia załączania. Przekręcenie w prawo zwiększa ciśnienie wyłączania, w lewo- zmniejsza.

 

 

Ustawianie i regulacja hydrofora


Aby prawidłowo dokonać ustawienie cyklu pracy hydroforni powinny być wykonane
następujące czynności w określonej kolejności:
− uruchomić pompę która wtłacza wodę do hydroforu tak długo aż ciśnienie wewnątrz
zbiornika wskazane przez manometr wynosić będzie około 3bar co odpowiada maksymalnemu ciśnieniu wody w zbiorniku,
− nastawić łącznik LCA w taki sposób aby styki zostały rozwarte,

− opróżniać systematycznie zbiornik z wody kontrolując wskazania manometru, do czasu
uzyskania żądanej wartości ciśnienia minimalnego przy którym powinno nastąpić włączenie
pompy,
− ustawić wyłącznik LCA w takiej pozycji aby jego styki zostały zwarte,
− uruchomić pompę przy zastosowaniu wyłącznika LCA i obserwować pracę pompy kontrolując jednocześnie wartość ciśnienia na manometrze, przy którym następuje włączenie i zatrzymanie pompy.
Czynności te należy powtarzać tak długo aż praca zestawu hydroforowego będzie płynna i zgodna z wymaganiami.
Po dokonaniu ustawienia wartości ciśnienia minimalnego i maksymalnego dla pracy pompy kolejną czynnością jest ustalenie ilości powietrza będącego „tłokiem” dla uzyskania żądanego ciśnienia w instalacji. Po zapoznaniu się z dokumentacją techniczno – ruchową sprężarki powietrznej oraz z wymaganiami określonymi przez producenta dla zbiornika hydroforowego (jeśli dane techniczne obsługi hydroforu nie podają inaczej) poduszka powietrzna zgromadzona w hydroforze powinna zajmować około   1/3   objętości zbiornika przy jego maksymalnym napełnieniu wodą. Do kontroli stanu napełnienia stosowana jest rurka wodowskazowa z podziałką. Przewody czerpiące wodę ze studni (ssawne) i tłoczące wodę do instalacji (tłoczne) powinny być uzbrojone w zawory zwrotne. Zestaw hydroforowy z pompą samozasysającą wymaga zwykle zalania wodą przed pierwszym rozruchem.  Zgodnie z przepisami Urzędu Dozoru Technicznego (UDT) na zbiorniku ciśnieniowym powinien być zamontowany zawór bezpieczeństwa ustawiony na ciśnienie wyższe od ciśnienia pracy o około 10%. W przypadku przekroczenia w hydroforze maksymalnego ciśnienia roboczego zawór ten powinien otworzyć się upuszczając nadmiar sprężonego powietrza nie pozwalając na gwałtowne rozszczelnienie zestawu hydroforowego.

insthy7.gif

Rys. 3 Schemat hydrofora. Ozn. 1-przewód dopływowy, 2-zespół pompowy, 3-zbiornik hydroforowy, 4-przewód odpływowy, 5=sprężarka, 6-odolejacz, 7-zawór bezpieczeństwa, 8-monometr, 9-wodowskaz, 10-stycznik, 11-wyłącznik ciśnieniowy, 12- przewód sprężonego powietrza, 13-włąz, 14-spust; Vp- pojemność sprężonego powietrza, Hmax.- wysokość ciśnienia maksymalnego, Vu- pojemność użytkowa zbiornika, Hmin- wysokość ciśnienia minimalnego, Vm- pojemność martwa

 

Najmniejsze zbiorniki tradycyjnych zestawów hydroforowych mają pojemność 100 dm3 i są wolno stojące. Najczęściej współpracują z pompami wirowymi samozasysającymi. Tradycyjne wolno stojące zbiorniki hydroforowe powinny być ustawione w odległości co najmniej 0,6 m od ściany i mieć wolny dostęp od strony otworu kontrolnego. Odległość pompy (lub fundamentu pompy, jeżeli jest wymagany) od ściany nie powinna być mniejsza niż 0,5 m.

 

 Nowoczesne zbiorniki membranowe, najczęściej stosowane w zestawie z pompami samozasysającymi, są mniejsze i zwykle mają pojemność 20, 24, 50 lub 100 dm3. Zbiorniki nowoczesnych zestawów hydroforowych są wyposażone w całkowicie szczelną membranę oddzielającą wodę od poduszki sprężonego powietrza, i są dzięki temu znacznie mniejsze od tradycyjnych. Mają zwartą (kompaktową) budowę, małe wymiary i pojemność, są  znacznie mniej hałaśliwe podczas pracy i gwarantują wysoki komfort użytkowania. Materiał membrany i powłoka wewnętrzna zbiornika muszą mieć atest Państwowego Zakładu Higieny dopuszczający je do kontaktu z wodą pitną Zbiorniki małe mogą być zamontowane na pompie lub pod nią, zmieszczą się nawet pod zlewozmywakiem, a większe są wolnostojące.

insthy1.jpg

Fot. 1 Zbiornik hydroforowy przeponowy z pompą samozasysającą.

 

Wymagania dla pomieszczeń na zestaw hydroforowy

 

 Wielkość zestawu zależy od zapotrzebowania na wodę (wydajności) i wysokości podnoszenia
pompy. Pojemność (objętość) zbiornika ciśnieniowego można dobrać z tabeli producenta
zestawu hydroforowego uwzględniając zapotrzebowanie na wodę w gospodarstwie domowym -
czyli ilość wody, jaką pompa (hydrofor) powinna dostarczyć w jednostce czasu (w budynku
zamieszkanym przez czteroosobową rodzinę średnie zapotrzebowanie na wodę wynosi około
2 m3/h) i wartość minimalnego ciśnienia przed najwyżej położonym odbiornikiem, (od 0,2 do 0,25 MPa dla domu jednorodzinnego). Często wartość ciśnienia wody jest określana dla grupy odbiorników, dla których dla zachowania prawidłowej pracy ciśnienie to powinno wynosić nie mniej niż:
− 0,1 MPa - dla przepływowego podgrzewacza,
− 0,3 MPa - dla baterii z biczami wodnymi,
− 0,3-0,5 MPa - dla układu zraszaczy ogrodowych.
Zgodnie z przepisami pomieszczenie z tradycyjnym zestawem hydroforowym powinno:
− mieć wymiary nie mniejsze niż: 2,0 x 2,5 m w rzucie i 2,2 m wysokości,
− być wyposażone w wodoszczelną instalację elektryczną,
− być oświetlone,
− mieć instalację grzewczą, która zapewni minimalną temperaturę +5°C,
− mieć wentylację zapewniającą 1,5-krotną wymianę powietrza w ciągu godziny,
− być wyposażone w wpusty kanalizacyjne, umożliwiające odprowadzenie wody w ilości odpowiadającej maksymalnej wydajności pompy, aby w razie awarii hydroforu pompowana woda mogła swobodnie odpłynąć do kanalizacji; posadzka pomieszczenia musi być ułożona ze spadkiem 1% w kierunku wpustów. W większości zestawów hydroforowych z tyłu silnika znajduje się wentylator zapewniający utrzymanie jego niskiej temperatury. Ponieważ pobiera on powietrze do chłodzenia
z pomieszczenia, temperatura w pomieszczeniu nie powinna przekraczać 40°C. Od 1 stycznia 2001 roku ujednolicono polskie przepisy dotyczące ocen wyrobów i procesów ich wytwarzania z wymogami obowiązującymi w Unii Europejskiej. Od tej pory wszystkie zbiorniki hydroforowe o wartości iloczynu ciśnienia i pojemności powyżej 0,005 MPa*m3 podlegają przepisom UDT. Przed dopuszczeniem do sprzedaży takie zbiorniki (na przykład zbiornik o pojemności 25 dm3 i nadciśnieniu 0,2 MPa) muszą otrzymać dokument poświadczający, że są wykonane zgodnie z przepisami UDT. Pompy hydroforowe o mocy poniżej 2,5 kW,
niezmontowane w gotowe zestawy, oraz gotowe zestawy hydroforowe o iloczynie poniżej 0,03 MPa*m3 muszą posiadać Znak Bezpieczeństwa "B". Wszystkie instalacje wodociągowe wykonane na potrzeby lokalnego zaopatrzenia w wodę ze studni z zastosowaniem zbiorników otwartych czy ciśnieniowych podlegają takim samym wymogom jak instalacje, dla których źródłem wody jest sieć wodociągowa. Próby szczelności muszą być zgodne z obowiązującymi wytycznymi. 
Praca każdego układu z zastosowaniem zbiornika hydroforowego jest zautomatyzowana, a czynności i operacje, to m.in.:
− wywoływanie i przekazywanie sygnałów do włączania i wyłączania pompy,
− sterowanie pracą armatury zaporowej na przewodzie ssawnym i tłocznym,
− kontrola wartości parametrów charakterystycznych dla pompy: wydajności, ciśnienia, temperatury pracy elementów pompy,
− unieruchamianie pompy w przypadkach awarii,
− blokada pracy pompy w przypadku pracy na sucho, przegrzania łożysk, uszkodzenia zasilania.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});