Контрольно-измерительные приборы на вводе водоснабжения в дом
Нормальный напор в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения, позволяет им работать с максимальной эффективностью. Именно поэтому при проектировании этих сетей очень важно ориентироваться на нормы давления водоснабжения.
Если давление будет ниже оптимального, пользоваться водопроводом станет неудобно или даже невозможно. А если выше – есть риск выхода из строя рабочих узлов и водоразборных устройств.
Что нужно знать и делать для оптимизации работы таких систем, вы узнаете из этой статьи.
Что это такое?
Чтобы водопровод исправно функционировал, службы водоканала постоянно поддерживают в нем определенное давление.
Напор измеряется физической величиной, равной силе воздействия воды на стенки трубопровода.
С помощью него от водоснабжения добиваются такого состояния, при котором он будет полноценно функционировать без риска наступления аварийных ситуаций:
- прорыва труб,
- запорной арматуры
- различного сантехнического оборудования.
Справка! В народе давление называют напором. И хоть эти понятия не тождественны, но суть их одинакова. Напор – это одно из многих его обозначений.
Причины слабого и избыточного напора
Чаще всего снижение напора воды происходит из-за естественного износа трубопровода. К тому же, если для его прокладки использовались металлические трубы, то со временем напор будет снижаться из-за коррозии.
Проблема может также заключаться в наличии известкового налета на стенках труб. Он появляется из-за слишком жесткой воды.
Причинами слабого напора также являются:
Не соответствующая параметрам системы напорная установка. Очень часто в системах автономного водоснабжения воду приходится поднимать с расположенных достаточно глубоко водоносных слоев.
Затем доводить до потребителей, находящихся на большом расстоянии от станции, да еще и на разной высоте. Если мощность насосов не соответствует этой ситуации, напор будет слабым.- Низкий ресурс самой скважины, из которой берут воду. Даже, если изначально все было нормально, источник постепенно опустошается, и давление снижается.
- Появление новых точек водозабора, которые могут работать одновременно – например, приобретают еще посудомоечную машину или ванну с гидромассажм. Если в проекте их появление учтено не было, то теперь придется его переделывать, возможно, покупать дополнительное оборудование.
В случае избыточного напора воды возможны два варианта – либо оборудование было подобрано со слишком большим запасом по мощности, либо внутри системы есть воздушная пробка.
Обозначение напора в трубопроводе
Традиционно давление измеряют в Паскалях (Па), однако в сфере водоснабжения приняты и другие условные обозначения, — при этом в разных странах они отличаются:
- В России давление принято измерять в кгс/см². 100 кгс/см² тождествено 980,67 Па.
- В европейских странах применяют другую условную единицу – бар, который равен 10⁵ Па.
- В Англии и США используют обозначение psi, что соответствует 6,87 кПа.
Также давление измеряют в технических атмосферах и миллиметрах ртутного столба.
К сведению. Напор воды в 1 бар соответствует 1,02 атмосфер и равнозначно 10-ти метрам водного столба.
Соотношение величин разных обозначений приведено в следующей таблице:
Методы повышения давления
Есть несколько методов повышения напора воды в системе в водопроводе. Рассмотрим наиболее эффективные:
- Установка промежуточного насоса. При довольно большой протяженности системы насос, который устанавливается в самой скважине, не справляется с нагрузкой. В результате на удаленных участках скорость потока может существенно упасти. Для решения подобной проблемы проводится установка промежуточного насоса, к примеру, вблизи соединения наружной и внутренней системы.
- Если в доме устанавливается современный бойлер, то только на холодный контур устанавливается дополнительный насос. Данная рекомендация связана с тем, что у самого бойлера может быть элемент, который обеспечивает циркуляцию горячей жидкости.
- Устанавливаемые насосы могут работать как в ручном, так и автоматическом режиме. Наибольшей популярностью пользуются модели, которые могут работать в автономном режиме от устанавливаемых датчиков давления. Автоматика способна не только контролировать работу устройств, но и защищать их от высокой нагрузки.
- Если в скважине уровень воды может существенно падать, но устанавливается насосная станция. Она отличается от обычного насоса тем, что имеет накопительный бак. В баке может накапливаться несколько десятков или сотен литров воды, которая подается в трубопровод при падении значения давления. На момент, когда не открыты потребители воды, происходит ее поднятие и заполнение баков.
Конечно, если глубина скважины небольшая, как и показатель производительности, то никакие устройства не решат проблему. Поэтому при проектировании системы подачи воды на загородном участке уделяется много внимания залеганию уровня грунтовых вод или подземных источников.
Зависимость скорости от напора
В водоснабжении существует одна весьма важна взаимосвязь – зависимость давления от скорости воды в трубопроводе. Данное свойство подробно описано в физическом законе Бернулли. Подробно рассматривать его мы не будем, но укажем лишь на его суть — при увеличении скорости течения воды её давление в трубе снижается.
Так вышло, что не все сантехнические приборы рассчитаны на эксплуатацию при высоком напоре, в большинстве случаев они ограничены 5-6 атмосферами, — иначе повышенных износ и преждевременный выход из строя.
В центральных магистралях этот показатель значительно выше – может достигать 15 атмосфер, а потому для его снижения при подключении внутренних систем используют трубы меньшего диаметра.
Важно. При уменьшении сечения трубы, увеличивается скорость течения воды, но уменьшается ее давление. Поэтому при хронически низком напоре в квартире следует рассмотреть возможность увеличения диаметра внутреннего трубопровода.
Почему важно соблюдать параметры?
Соблюдение нормативов играет очень важную роль, поскольку только в этом случае возможно нормальное функционирование бытовых приборов, подключенных к системе водоснабжения. Многие из них, например, стиральные и посудомоечные машины, а также ванны с гидромассажем, просто не будут работать при снижении давления до минимума.
Повышение напора воды также негативно сказывается на работе бытовых приборов и сантехнического оборудования. Только в этом случае слишком сильно увеличивается нагрузка.
И в итоге техника будет быстрее выходить из строя, так же, как и особо чувствительные элементы системы водоснабжения. Кроме того, в этом случае возможны протечки.
Какая мощность в системе ГВС и ХВС?
Давление воды в многоэтажных домах, подключенных к центральной водопроводной сети, не постоянно.
Оно зависит от таких факторов, как этажность дома или время года, — так в летний сезон, особенно в многоэтажных домах становиться особо ощутима нехватка холодной воды, которая в это время идет на полив придомовых или приусадебных участков.
Муниципальные службы на практике стараются держать уровень на средних показателях в 3-4 атмосферы, правда, не всегда успешно. Минимальные показатели, при котором трубопровод дома может функционировать (и для ХВС, и для ГВС), составляют 0.3 бара на один этаж.
Величина напора горячего и холодного водоснабжения несколько отличается в пользу последнего (допускается разница до 25 %).
Объясняется это просто – холодная вода используется активней, поскольку нужна для функционирования канализации. Поэтому максимальные показатели для ХВС будут 6 атмосфер, а для ГВС – 4.5 атмосферы.
Некоторые особенности автономных систем водоснабжения
Автономными системами водоснабжения называют трубопровод, который подключается к скважине или колодцу. Этот момент определяет следующее:
- Есть необходимость в подъеме воды со скважины. На данном участке могут возникнуть существенные проблемы.
- Система трубопровода может быть весьма разветвленной. Этот момент определяет сложности в обеспечении должного давления для удаленных участков.
Кроме этого специалисты выделяют две основные проблемы, связанные с автономными системами водоснабжения:
- Следует учитывать тот момент, что скважина может создать проблемы не просто с выдерживанием высокого давления, но даже поддержания минимального значения. При длительном потреблении воды ее уровень в колодце существенно падает. Именно поэтому проводится установка расширительного бака, который рассчитан на поддержании должного показателя на момент высокой нагрузки в системе.
- При высоком показателе воды в скважине она будет накачиваться постоянно, что станет причиной повышения давления более чем 6 атмосфер. В результате может появиться течь, появится неисправность у устанавливаемого оборудования.
Решить проблему с высоким показателем можно самым различным образом. Примером назовем следующие рекомендации:
- Подбор насоса с показателем мощности, который соответствует суточному потреблению воды. Многие производители указывают то, какая пропускная мощность у конкретного насоса. Стоит помнить о том, что с повышением мощности насоса существенно повышается показатель потребления электричества. Поэтому покупка наиболее мощного насоса или станции не является рекомендацией для всех случаев.
- Может устанавливаться система управления электрического типа. Водоснабжение зачастую работает от устанавливаемого манометра. Устройство может давать сигнал мотору для его включения или выключения в зависимости от того, какие показатели считываются.
А вот задача по повышению показателя давления в системе более сложна. Для этого проводится установка самого различного оборудования. Не стоит забывать о том, что при правильном проектировании системы можно избежать избыточного сопротивления. Так некоторые участки могут подключаться параллельно, другие последовательно. Важно подобрать правильно трубы по показателю диаметра поперечного сечения и толщине стенок.
Какие показатели считаются нормой (по ГОСТу, СНиП)?
Водоснабжение регулируется следующими нормативным актами:
- СНиП2.04.02-84;
- СНиП2.04.02-85;
- ГОСТ 356-80;
- постановление Правительства РФ №354.
В соответствии с этими документами свободный напор в водопроводной сети на вводе в здание напрямую зависит от его этажности, — для одноэтажных построек этот показатель приравнивается к 1 атмосфере, что соответствует 10-ти метрам водонапора.
В многоэтажных домах это значение увеличивается на 4 метра на каждый этаж здания. В ночное время входящее давление может быть снижено до отметки в 3 метра.
Давление холодной воды должно находиться в пределах от 0.3 до 6 атмосфер, горячей – от 0.3 до 4,5.
Внимание. Согласно п. 2.28 СНиП 2.04.02-84, максимальное давление на вводе в сеть водоснабжения многоэтажного здания не может превышать 60-ти метров водяного столба (6 атмосфер). В противном случае следует устанавливать регуляторы давления или использовать зонирование водопроводной сети.
Какое нормальное?
Хотя в указанном СНиП приведены нормы для многоквартирных домов, владельцы дач и коттеджей также могут на них ориентироваться.
Для горячей воды
По нормативам этот показатель составляет 4-4,5 бара. Такого значения он достигает в централизованных магистралях, и к этому должны стремиться владельцы частных домов.
Этого достаточно для большинства сантехнических приборов и не потребует приобретения фитингов с повышенными характеристиками.
Для холодной
В данном случае нормальный показатель составляет для городских квартир 4-5 бар. Но для автономного водоснабжения, когда трубопровод снабжается менее мощной напорной помпой, значение может опускаться до 1,4-2,8 бар. Но оптимальным значением все-таки считается уровень в 4 бар.
Как узнать мощность: пошаговая инструкция
Наиболее точным способом определить давление водопровода может стать встроенный манометр, — его устанавливают на входе во внутреннюю сеть сразу после запорной арматуры с фильтром.
Если такое оборудование не установлено, то можно изготовить переносной его аналог самостоятельно.
Для того понадобится:
- манометр до 6 атмосфер;
- резьбовой удлинитель;
- переходник (при необходимости);
- фумлента;
- разводной ключ.
Порядок работ:
- К манометру присоединяют резьбовой удлинитель, на который крепят переходник (при необходимости). Для точности производимых измерений с помощью фумленты достигают герметичности соединений.
- От с шланга душа отсоединяют лейку и прикручивают подготовленный ранее манометр, — соединение герметизируют фумлентой.
- Полностью открывают кран-буксу душа и снимают показания с манометра.
Справка. Во время испытаний, для точности снятия показаний, нельзя использовать другие сантехнические приборы: стиральную машину, раковину, унитаз и т.д.
Этот способ является наиболее точным, однако если требуется срочно узнать давление, а манометра под рукой нет, то можно применить другой, правда, менее точный метод: определение давления по расходу воды.
Понадобится:
- трехлитровая банка;
- секундомер.
Порядок проведения измерений:
- 3-литровую емкость подставляют под предварительно открытый на полную мощность кран.
- Одновременно с этим засекают время на секундомере и фиксируют: за сколько наполнится емкость.
- Полученное время сверяют с табличными данными и устанавливают давление.
Таблица: зависимость давления от расхода воды:
В видео наглядно показано, как можно измерить давление воды самостоятельно:
Причины снижения
При неисправном реле и регуляторе давления будет ощущаться резкое понижение или повышение нагрузки. Также нельзя исключать полное отсутствие подачи воды или скачки напора.
Как таковая плата управления довольно незатейливая и долговечная. Но, со временем, точки соприкосновения окисляются, и оболочка теряет свои свойства.
Датчик давления, который вышел из строя может явиться причиной короткого замыкания.
А вам известно, как сделать солнечный коллектор своими руками? Какие нужны материалы и во сколько это обойдется в денежном выражении написано в полезной статье.
Как сделать систему капельного полива своими руками для орошения приусадебного участка прочитайте на этой странице.
Повреждена мембрана, находящаяся в компенсирующей емкости. А без этого очень важного элемента система подачи воды работать нормально не сможет.
Реле давления способно нормально срабатывать только в определенном масштабе, который обеспечивается сужением и растяжением резиновой груши.
Если она порвется — это станет видно сразу по напору воды. Система начнет работать в неправильной последовательности.
Из-за сбоя циклов «включения отключения» насос выйдет из строя. Грушу нужно не только заменить на новую, но и найти причину выхода ее из строя.
В компенсирующий бак может быть намыто большое количество песка, ила, грязи.
Это редко происходит, но если все – же произойдет такая неприятность, то может случиться так, что вся система откажется нормально функционировать.
Проточины и колодцы иногда бывают сильно заиленными. Когда насос находится в подвешенном состоянии, он может сорваться и упасть на дно.
Вода при этом будет подаваться в систему с песком и илом. Это послужит причиной закупорки гидроаккумулятора.
В результате начнутся скачки давления. Если причина не будет вовремя устранена, песок попадет в трубы по всему дому.
Из-за ограниченного выгорания обмотки двигателя насос может поломаться.
Корпус изделия нужно регулярно проверять на наличие трещин, сколов и следов ржавчины.
Причиной падения давления в системе может стать обратный клапан.
Если он поврежден, вода будет возвращаться обратно в колодец или скважину, а это спровоцирует снижение напора.
Есть еще несколько причин плохого давления – неправильно смонтированный водопровод, не соблюдение эксплуатационных требований, частые поломки оборудования, особенности подачи воды.
Любую из вышеперечисленных подоплек нужно устранить. А увеличить напор жидкой субстанции в трубах можно с помощью современного высокотехнологического оборудования.
Как посчитать потерю?
Потеря давления в водопроводной сети происходит по следующим причинам (засоры и ржавчина труб не рассматриваются):
- Сопротивление трубы на прямых участках.
- Местное сопротивление (изгибы, клапана и т.п.).
Для удобства подсчетов существуют онлайн-калькуляторы, которые в считанные секунды позволяют выяснить уровень падения давления в трубопроводе. Также для решения этой задачи можно воспользоваться специальными табличными данными.
Расчет на прямых участках
Для расчета потерь нужно выяснить:
- расход воды;
- материал трубопровода, его диаметр и длину.
Выбрав нужное значение в таблице и выяснить величину снижения давления.
Табличные данные для полипропиленовых труб, — для металлических труб в вычисления нужно добавить поправочный коэффициент 1,5. Если длина трубы меньше 100 метров, то результат умножается на коэффициент длины. Так для металлической трубы с диаметром 50 мм, длиной 35 метров и расходом воды в 6.0 м³/ч получится следующий результат: 1,6*0,35*1,5=0,84 мвс.
Рекомендуем статью по теме
Как определить расход воды по диаметру трубы и давлению?
На местах
Также потери происходят на поворотах и изгибах трубопровода, а также в местах нахождения запорной арматуры и фильтров.
Для расчетов существует специальная таблица, чтобы ей воспользоваться нужно узнать скорость потока воды в трубе, — вычисляется это следующим образом: расход нужно разделить на площадь сечения трубы.
В этой таблице данные указаны в сантиметрах водного столба, а потому очевидно, что потери давления на местных сопротивлениях не критичны и принципиального значения для малых сетей значения не имеют.
Из каких устройств состоит система водоснабжения
Перед тем как рассчитывать показатель давления и рассматривать установленные нормы нужно уделить внимание тому из каких элементов состоит система. Классический водопровод загородного дома представлен следующими элементами:
- Шаровыми кранами. Запорные механизмы являются неотъемлемой частью водопровода. Почему именно шаровые краны? Причин довольно много, основная заключается в высокой надежности конструкции.
- Манометры. Данная конструкция предназначена именно для измерения давления в системе. Нужно проводить установку манометров для того, чтобы контролировать работу всей системы.
- Сетчатый фильтр для грубой очистки.
- Компрессор, который создает давление в системе.
- Фильтр тонкой очистки. Для того чтобы повысить качество воды, которая подается в дом, устанавливается подобный элемент.
- Обратный клапан. Данная конструкция предназначена для предотвращения обратного хода потока в случае существенного падения давления в системе.
- Сбросной клапан предназначается для снижения давления в трубе в случае достижения критических показателей.
- Расширительный бак предназначается для временного накопления воды при открытии сбросного клапана.
- Сливные краны устанавливаются до потребителя. Этот элемент необходим для того, чтобы перекрыть трубопровод и слить воду на момент обслуживания системы или выполнения ремонтных работ.
- Термометр для контроля температуры.
Стоит учитывать, что с увеличением протяженности труб существенно повышается давление в системе. Такое же влияние на показатель давления оказывают другие элементы, к примеру, фильтры. Кроме этого все элементы системы должны также выдерживать давление.
Как заглушить трубу с водой под давлением?
Поставить заглушку на трубу – дело не хитрое, если делать это без напора.
Но когда воду нельзя перекрыть, то многие подумают, что сделать это невозможно. Однако это не так.
Обычную заглушку поставить не получится, так как сильный напор не даст возможность даже наживить её на резьбу.
Но если воспользоваться вместо неё обычным водопроводным краном, то всё получится.
Метод заключается в том, чтобы кран, который будет заглушать трубу, перевести в открытый режим, — вода будет проходить сквозь него и тем самым даст возможность его наживить на резьбу трубы. Как только кран-заглушка будет наживлен и закручен на несколько витков, его можно перекрывать.
Перед работами нужно убедиться в том, что ничто не помешает выполнению работ, а также подготовить емкость для набора воды, тряпочную ветошь для уборки (чтоб не протопить соседей).
Этим методом можно воспользоваться даже в случае, если заглушаемая труба будет без резьбы, — тогда на кран-заглушку нужно надеть гибкий шланг, который бы налезал на трубу.
Кран, как и в первом случае, нужно полностью открыть, а шланг одевать на трубу — крепить его нужно на один-два хомута. После этого можно окончательно перекрывать воду.
Важно. Нельзя применять этот способ для заглушки трубопроводов горячей воды без полного перекрытия системы.
Создание и поддержание давления в автономном водопроводе
Проблема избыточного напора встречается достаточно редко, поэтому поговорим о том, как поднять давление в водопроводе до приемлемого уровня. И в частном доме, и в городской квартире можно найти возможность сделать это, если включить в систему специальное насосное оборудование (см. Насос водяной высокого давления для частного дома).
Особенности автономной подачи воды
От централизованного автономный водопровод отличается следующими особенностями:
- Прежде чем подать воду в дом, её сначала нужно поднять на поверхность из скважины или колодца. На что тратится часть мощности насоса.
Схемы автономного водоснабжения с поверхностным и погружным насосом
- Обеспечить нормативное давление в системе холодного водоснабжения требуется для всех точек, которые находятся на разном удалении от создающего напор агрегата и могут размещаться на разной высоте.
Схема внутренней разводки в частном доме
- Источник воды может обладать слишком низким дебитом для того, чтобы поддерживать в сети нормальное давление в течение продолжительного времени. Пока вода есть, жидкость будет течь с хорошим напором, но по мере опустошения скважины он ослабеет, а затем поступление жидкости в систему прекратится вообще.
Отсутствие воды в кране чаще всего связано с низкой производительностью источника
- Если воды в источнике хватает, но в нем стоит слишком мощный насос, постоянная подача под большим давлением может привести к преждевременному износу системы.
Почти все перечисленные проблемы легко решаются правильным подбором водоподъемного оборудования. Кроме той, которая связана с недостаточным напором.
Как оптимизировать давление в водопроводе
Для решения этой проблемы существует несколько проверенных способов:
- Можно включить в систему повысительный насос, который будет принудительно повышать в ней напор. Это имеет смысл делать только в том случае, когда вода в источнике есть в достаточном количестве, но к удаленным или высоко расположенным точкам потребления она приходит, потеряв по пути большую часть напора. Подобные насосы могут управляться вручную или автоматически. Второй способ предпочтительнее, так как контролировать пуск и остановку насоса тогда, когда это нужно, автоматика будет сама.
Фото насоса для повышения давления
Для справки. Такие насосы можно устанавливать и в квартирах многоэтажных домов. Но в этом случае вы рискуете оставить нижних соседей совсем без воды.
- При недостаточном дебите использование повысительного насоса только усугубит проблему. В этом случае, решить её поможет только насосная станция с достаточно большим резервуаром для накопления воды. Работает она по следующему принципу: пока нет водоразбора, насос закачивает воду в резервуар. Он представляет собой гидроаккумулятор (см. Гидроаккумуляторы для водоснабжения: обзор разновидностей, нюансы подбора и настройки), который за счет наличия двух полостей (водяной и воздушной) создает давление в системе холодного водоснабжения – норма при этом устанавливается самим домовладельцем. После наполнения гидроаккумулятора насос отключается, а скважина тем временем пополняется. При открытии крана, вода в систему поступает из резервуара с заданным давлением. Когда же оно падает до минимального установленного значения, насос снова включается и подкачивает воду.
Схема водоснабжения с насосной станцией
Устанавливать оборудование можно только в теплом сухом помещении
Схема подключения гидроаккумулятора
Измерение давления в резервуаре
Устройство гидроаккумулятора
Схема с дополнительной накопительной емкостью
- Ещё один способ подразумевает использование большой накопительной емкости. Если поставить её в самой высокой точке дома (на мансарде или чердаке), она будет наполняться основным насосом, как и в предыдущем случае, а к потребителю подаваться самотеком. Но добиться приличного напора в этом случае вряд ли получится. Лучше купить дополнительный насос, который будет качать воду уже из бочки. Тогда её можно будет установить где угодно, хоть в подвале.
Монтаж водопровода с накопительной емкостью
Это важно! Накопительная емкость обязательно должна быть оборудована поплавковыми клапанами, которые отключат насос при её наполнении и предотвратят перелив.
Формула расчета давления воды в многоэтажном доме
Прежде чем представить формулу расчета давления воды, необходимо пояснить:
- 1 бар = 1,019 атмосферы;
- 1 бар = 10,19 метров водяного столба (м в.с.);
- 1 атмосфера = 0,98 бар;
- 1 атмосфера = 10 м в.с.
Рассмотрим формулу, исходя из измерений в метрах водяного столба: 10 м в.с. + (4 м х N), где: — 10 м в.с. – это минимальное давление, подаваемое на 1 МКД; — 4 м – принятая высота этажа; — N – количество этажей МКД.
Рассчитаем для примера давление, с которым должна подаваться вода в 9-этажный дом: 10 + (4 х 9) = 46 (метров водяного столба), что приблизительно равно 4,6 атмосферы.
Разновидности величин
В соответствии с ГОСТом существует несколько типов базового параметра:
- PN (номинальное давление). Представляет собой срок, который способна прослужить водопроводная труба при максимальном напоре. Температурный режим не должен превышать 20 градусов. Сталь эксплуатируется 20 лет, пластик — 50.
- Pp (рабочее). Равняется предельному избыточному. Элементы трубопровода при этом могут работать указанный временной промежуток без перебоев и возникновения неисправностей. Чаще всего задается под t в 20°C.
- Рпр (пробное). Отображает чрезмерное значение, устанавливаемое в момент осуществления испытательных мероприятий. Проверяется надежность соединений, прочность конструкции.
