Arbetsprincip och konstruktion av en typisk vattenförsörjningspumpstation

Tro mig, ett privat hus kan inredas med en så hög komfortnivå att det blir mycket bekvämare att bo i än i en stadslägenhet. I alla fall kan vattenledningen användas med samma bekvämlighet. Precis som för att få vatten behöver du bara öppna kranen, vilket ännu inte är helt förenligt med infrastrukturen på landet, eller hur?

Men detta är ingen 'rosig' dröm. För att förverkliga idén räcker det att inkludera en pumpstation i vattenförsörjningssystemet. Den gör en enorm mängd tungt fysiskt arbete åt ägarna. Men för att korrekt ansluta och använda den måste man känna till utrustningens konstruktion väl.

Vi erbjuder dig värdefull information om specifikationerna för användningen av nämnda teknik. Vår artikel hjälper dig att förstå pumpstationens funktionsprincip och bekantar dig med installationsreglerna. Informationen vi presenterar kompletteras med mycket tydliga diagram, fotosamlingar och videoguider.

Vattenförsörjningsstationens uppbyggnad

För att organisera vattenförsörjning i ett privat hus erbjuder butiker pumpstationer i form av en kompakt enhet bestående av hydrotank, automatikblock och elektrisk pump. Man kan också montera en sådan vattenförsörjningsinstallation från separata delar och utrustning.

Båda alternativen är acceptabla, men det är bättre att välja ett färdigt kit med tillverkarens garanti. Det blir billigare och mer praktiskt vid framtida underhåll.

Viktigaste arbetskomponenter

När det gäller konstruktion skiljer sig en fabriksmonterad vattenförsörjningspumpstation från en ytpump genom att ha ett styrsystem baserat på tryckvärden.

Följande funktionella komponenter ingår:

1. Ytelektropump.
2. Hydroackumulator med nippel och invändig gummiblåsa.
3. Manometer.
4. Tryckbrytare.
5. Anslutningsarmatur.

För vattenintag ansluts ett sugrör med backventil och silfilter. Till utloppsöppningen på enheten ansluts en ledning som transporterar den pumpade vätskan till förbrukningspunkterna. Om stationen har inbyggt filter och ventil behöver sugslangen inte kompletteras med dessa.

En pumpstation är en utrustningskomplex som innehåller hydraultank, tryckbrytare, manometer och själva ytelektropumpen. Om det finns risk för att aggregatet arbetar i “torrkörning” rekommenderas att köpa automatikpumpar utrustade med flödesregulator och automatikblock (+)

En hydraulisk membranbehållare tillsammans med centrifugalpump kan hålla ett tryck på 1,5 atmosfärer i stugans vattenledning. Detta är tillräckligt för stabil drift av all hushållsapparatur som installeras i privata hus. Dessutom är de flesta modellerna av hydroackumulatorer konstruerade för maximalt tryck på 4,5 atmosfärer, vilket mer än räcker även för en stuga med två till tre våningar.

Automatstationen är kompakt och kräver ingen tung betongplatta under utrustningen. Dess största element är vattentanken. För installation krävs dock ett separat rum på grund av det buller som uppstår vid drift. Oftast monteras hela installationen på bottenvåningen eller i källaren, där det är mest praktiskt att använda och underhålla den.

Ju större kapacitet hydroackumulatorns tank har, desto mer sällan måste pumpmotorn starta och desto mindre blir dess slitage (+)

En något dyr men ändå rimlig lösning för utrustningsplacering kan vara en kassun, där både hela aggregaten och pumpen med automatik (utan hydraultank installerad i huset) kan rymmas. En budgetvariant för placering av stationen på sommarstugan förutsätter att man bygger en separat paviljong som skyddar aggregatet från väder och vind.

Styrenhetens funktion och egenskaper

Automatikstyrenheten för pumpstationen övervakar trycket i systemet och startar/stoppar hydraulpumpens motor vid behov. För detta innehåller styrenheten en manometer och ett relä. Den första övervakar det aktuella trycket, medan den andra styr pumpen.

Reläets huvudelement är två fjädrar. Den stora är inställd på att sluta kretsen vid det lägsta trycket i membranbehållaren, när det är lite vatten i den. Den mindre fjädern kontrollerar maxtrycket och bryter kretsen när detta uppnås.

Tryckreläet startar automatiskt stationens pump när trycket sjunker till exempelvis 1,4 bar, och stänger av när det maximala värdet som anges av tillverkaren uppnås. Det är inte önskvärt att ändra fabriksinställningarna för reläet, eftersom de är beräknade utifrån avstängningsventilens kapacitet.

När du köper en pumpstation för användning i kretsar där det finns risk för kortvarig drift utan vatten, bör du vara uppmärksam på om det finns en flödesvakt.

Den är avsedd att skydda motorn från överhettning om det saknas vatten i vattenintaget. I sådana aggregat är styrenheten inte inriktad på tryckgränsvärden utan på flödesminskning.

I hur man korrekt väljer en pumpstation för utrustning av en sommarstugetomt, hjälper vår föreslagna artikel dig att förstå. Förutom värdefulla rekommendationer till utrustningsköpare innehåller den en ranking av de bästa erbjudandena på den inhemska marknaden.

Pumpens samverkan med hydroackumulatorn

Membrantankens kapacitet väljs med hänsyn till vattenförbrukningen. För ett par räcker ett alternativ på 25–40 liter, medan en familj på flera personer behöver en tank från 100 liter.

Tankar under 15 liter rekommenderas endast för säsongsbruk på sommarstugan. På grund av konstant vattenpåfyllning slits membranet snabbt.

I hydrotanken är luft ursprungligen pumpad genom nippeln (luftventilen), vilket skapar ett tryck på 1,5 atm. Under drift pumpas vatten under tryck in i membranet, vilket komprimerar luft“reserven”. När kranen öppnas trycker den komprimerade luften ut vattnet.

Man anser att ju större kapacitet, desto längre håller pumpen, eftersom antalet start/stopp-cykler minskar. En tank med stor volym kostar dock en del.

Enligt reglerna väljs hydrotanken baserat på beräkningar med hänsyn till tillverkarens angivna värden för start- och stopptryck samt den faktiska vattenförbrukningen när flera vattenuttag är öppna samtidigt.

Vätskereserven i hydraultanken utgör vanligtvis ungefär en tredjedel av den totala volymen. Allt återstående utrymme upptas av komprimerad luft, som behövs för att upprätthålla ett konstant vattentryck i rören.

Om en hydroackumulator installeras i vattenförsörjningssystemet för att minimera risker i samband med vattentrycksstötar, kan tanken vara liten. I detta fall är det inte volymen som är viktig, utan närvaron av ett membran och luft bakom det. Det är de som vid behov tar emot stöten och dämpar dess effekter.

Pumpens kapacitet måste motsvara membrantankens volym (för en tank på 20–25 liter rekommenderas en pump på 1,5 m³/h, för 50 liter – 2,5 m³/h, och för en reservoar på 100 liter – minst 5 m³/h)

Automatisk pumpstation arbetar i två cykler:

1. Först pumpas vatten från vattenkällan in i hydroackumulatorn, vilket skapar ett övertryck av luft i den.
2. När kranen i huset öppnas töms membrantanken, varefter automatik åter startar pumpen.

Konstruktionen av hydroackumulatorn för vattenförsörjningspumpstation är extremt enkel. Den består av ett metallhölje och ett tätt membran som delar upp allt inre utrymme i två delar. I den första finns luft, och i den andra pumpas vatten.

Pumpen pumpar vätska in i membrantanken endast när trycket i systemet sjunker till cirka 1,5 atm. När det inställda maximala trycket uppnås stängs stationen av (+)

Efter att hydroackumulatorn fyllts kopplar reläet ifrån pumpen. När man öppnar kranen på tvättstället börjar vattnet som trycks ut av lufttrycket på membranet gradvis att strömma in i vattenförsörjningssystemet. Vid en viss punkt töms tanken så mycket att trycket minskar. Därefter startar pumpen igen och startar en ny cykel för pumpstationen.

När tanken är tom kollapsar membranväggen och pressas mot inloppsrörets fläns. När hydraulpumpen startas rätas membranet ut av vattentrycket, komprimerar luftdelen och ökar lufttrycket där. Det är just denna gas-vätske-interaktion genom den föränderliga barriären som ligger till grund för principen för membranbehållaren i en pumpstation.

Kriterier för val av utrustning

Pumpstationer i fabrikslayout levereras med en ytpump, ofta med en inre eller yttre ejektor. Hydroackumulatorer kan dock även användas med dränkbar pumputrustning, men de tilldelas en något annorlunda teknisk term “pumpsystem”.

Vid arbete i tandem med en station kan membrantankar vara mindre i volym än hydrotankar för system med dränkbara pumpar. Detta beror på att dränkbara pumpaggregat har ett lägre antal tillåtna starter/stopp per timme än ytpumpmaskiner.

Pumpstationer som är helt förberedda för drift hos tillverkaren behöver endast anslutas till respektive rörledningar och elförsörjning (+)

Ytpumpar med inre ejektor har allvarliga begränsningar vad gäller vattenupptagningsdjup. De kan bara lyfta vatten från 7–8 meter. De ger dock ett kraftfullt vattentryck vid utloppet med en vattenpelare på 40–60 meter (4–6 bar).

Den inre ejektorn är inte rädd för luftfickor. Den pumpar först luft utan några negativa konsekvenser för sig själv och börjar sedan trycka in själva vattnet från brunnen i systemet.

Den största nackdelen med stationer med intern ejektor är den höga ljudnivån vid drift. Om du planerar att installera dessa modeller av pumputrustning för autonom vattenförsörjning i ett privat hus, bör du göra det endast i förrådsutrymmen med bra ljudisolering.

Användning av extern ejektor gör det möjligt att ta vatten från djup upp till 50 meter. Dessa pumpar är mer ekonomiska, men har låg verkningsgrad (högst 40%). Däremot avger de mycket mindre ljud än motsvarigheter med inbyggd ejektor.

Valet av pumpaggregattyp för stationen beror på kvalitetsegenskaperna hos den vätska som ska pumpas:

Bestämning av plats för vattenförsörjningsstationen

När du väljer plats för pumpstationen måste du utgå från hydropumpens egenskaper. Var tionde meter horisontellt rör mellan vattenkällan och pumpen minskar dess sugförmåga med 1 m.

Om de placeras mer än tio meter från varandra, måste du välja en pumpmodell med ökad sugdjup.

En automatisk station för ett autonomt vattenförsörjningssystem kan placeras:

• utomhus i en kassun nära brunnen;
• i en speciellt byggd isolerad paviljong för pumputrustning;
• i husets källare.

Det stationära utomhusalternativet innebär anläggning av en kassun och dragning av en tryckledning från den till huset under tjälgränsen. Vid anläggning av en åretruntledning är det obligatoriskt att lägga den under djupet för säsongsbunden tjäle.

Vid anläggning av tillfälliga sommarledningar under vistelsen på sommarstugan grävs ledningen inte ner djupare än 40 – 60 cm eller läggs på markytan.

En varm, ventilerad källare med ljudisolering är en idealisk plats för installation av pumpstationen, där fryser varken den eller vattenledningarna på vintern (+).

Om du installerar stationen i källaren eller i en källarvåning, behöver du inte oroa dig för att pumpen fryser på vintern. Du behöver bara lägga sugledningen under tjälgränsen så att den inte fryser i sträng kyla.

Ofta borras brunnen direkt i huset, då minskas rörledningens längd avsevärt. Men inte i varje villa är sådan borrning möjlig.

Installation av vattenförsörjningspumpstationer i en separat byggnad är endast möjlig om utrustningen används under perioder med plusgrader. För områden med mycket låga vintertemperaturer måste dock denna lösning, som är avsedd att fungera året runt, isoleras eller förses med ett värmesystem. Det är bättre att omedelbart montera pumpstationen direkt i det uppvärmda huset.

När du väljer plats för vattenförsörjningsstationen måste du ta hänsyn till de temperaturgränser som anges i tillverkarens datablad:

Tryckparametrar i hydroackumulatorn

För korrekt funktion av hushållets VVS-enheter i vattensystemet i villan måste trycket hållas på 1,4–2,6 atmosfärer. För att hydroackumulatorns membran inte ska slitas för snabbt rekommenderar tillverkare att trycket i den ställs in 0,2–0,3 atmosfärer högre än vattentrycket.

Trycket i vattensystemet i ett enplanshus är vanligtvis 1,5 atm. Detta värde bör man utgå ifrån vid justering av hydroackumulatorn. Men för större bostadshus måste trycket ökas så att vattnet når alla kranar längst bort från stigarledningen. Här krävs mer komplexa hydrauliska beräkningar med hänsyn till längden och konfigurationen av rörledningar, samt antalet och typen av VVS-enheter.

Man kan förenklat beräkna det nödvändiga trycket för inomhusvattenledningen med formeln:

(H+6)/10,

där 'H' är höjden från pumpen till den högsta punkten för vattenleverans till VVS-armaturerna på husets översta våning.

Men om det beräknade värdet av trycket i den autonoma vattenledningen överstiger tillåtna egenskaper hos befintliga VVS- och hushållsapparater, kommer de att gå sönder om ett sådant tryck ställs in. I så fall måste en annan layout för vattenledningsrören väljas.

Reglering av trycket i hydroackumulatorns luftdel görs genom ventilen genom att släppa ut överflödig luft eller pumpa in luft med en bilpump.

Möjliga problem med installationens drift

Om pumpen slår på och stängs av alltför ofta måste du omedelbart kontrollera lufttrycket i hydroackumulatorn. Om värdet är för lågt måste du pumpa upp det. Men problemet kan bara lösas så här om membranet och tankkroppen inte är skadade. I så fall hjälper endast kontakt med servicecentrets reparatörer.

Nippeln för luftpåfyllning är oftast placerad på motsatt sida av tanken från vatteninloppet, men varianter på sidan är också möjliga.

Om vattendroppar uppträder på nippeln på hydroackumulatorns luftventil måste den omedelbart kopplas bort från vattensystemet. Detta är ett direkt tecken på att membranet är skadat. Utan byte av membranet går det inte att lösa situationen. Luft får inte komma in i vattensystemet i ett privat hus genom membranbehållaren.

Om pumpen överhuvudtaget inte vill starta, bör du titta på tryckreläets inställning. Det finns fall där den är inställd på ett för högt tryck. Men det kan också vara att luft kommer in i sugslangen, vilket utlöser torrkörningsskyddet.

Fördelar med pumpaggregat med hydrotank

Pumpenheten är en integrerad del av ett autonomt vattenförsörjningssystem. Den levererar vatten från en brunn eller borrning, och vattendistributionen vidare i huset sker genom pumpens arbete, användning av en vattentank eller en hydroackumulator.

Den hydropneumatiska vattenlyftanordningen och vattentrycksbehållaren är avsedda för att upprätthålla ett konstant tryck i husets interna vattenförsörjningssystem.

Att endast använda en pump för vattendistribution i huset medför många problem. Med en sådan layout av autonom vattenförsörjning tvingas pumpenheten ständigt slå på och stänga av, vilket dramatiskt förkortar dess livslängd. Och om strömmen går blir huset helt utan vatten.

För att minska slitaget på pumparna och skydda huset vid elnätsfel, ingår en extra ackumulator i husets vattenförsörjningssystem. Det kan vara en vattentank på vinden, varifrån vattnet rinner med självtryck till sanitetsarmaturerna, eller en tryckhållare som artificiellt upprätthåller trycket i nätet, även kallad membranbehållare eller hydroackumulator.

I båda fallen startar pumpen för att skapa en vattenreserv i behållaren. Endast i det andra fallet sker reservskapandet automatiskt via ett styrsystem baserat på tryckparametrar. Ackumulationsbehållaren kan därmed skapa en vattenreserv vid strömavbrott, medan systemet med hydroackumulator inte fungerar alls utan elektricitet.

Emellertid är ackumulatorn i fyllt tillstånd ganska tung och kräver, om den installeras på vinden, förstärkning av takbjälkar och värmeisolering.

Alternativet med membranbehållare är bekvämare och mer praktiskt. Funktionsprincipen för vattenförsörjningssystemet med en sådan pumpstation bygger på artificiellt upprätthållande av vattentryck i rören. Själva pumpen, som pumpar vatten från vattenintaget, startar endast för att fylla behållaren. Därefter sker distributionen till systemet med hjälp av tryckluft.

Hydropumpen i pumpstationen som installeras i källaren arbetar med sug, vilket innebär att den endast kan användas vid grunda grundvattenlager eller brunnar med naturligt vattentryck.

Till skillnad från alternativet med expansionsbehållare är den hydropneumatiska installationen mer kompakt. Dessutom garanterar användningen av en membranhydroackumulator att det inte förekommer tryckstötar i nätet och konstant tryck i vattenledningsrören, samt förenklar underhållet av vattenförsörjningssystemet för användare i ett privat hus.

Den enda nackdelen med pumpstationer med hydroackumulator är beroendet av elektricitet. Vattenackumulatorn har ofta en liten storlek på 25–50 liter. Pumpen måste startas ofta för att fylla den, och vid strömavbrott räcker vattenreserven inte särskilt länge. För att undvika sådana situationer är det lämpligt att skaffa en autonom generator.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video #1. Från vilka djup kan pumputrustning lyfta vatten:

Video #2. Hur man själv monterar en pumpstation från en hushållscentrifugalpump:

Video #3. Allt om funktionsprincipen för hydroackumulatorn som ingår i pumpstationen:

Automatiska autonoma vattenförsörjningssystem gör det möjligt att vid boende i ett hus på landet slippa bära vatten i hinkar. Tack vare sin enkla konstruktion är pumpstationer lätta att installera och underhålla.

Nästan vem som helst kan hantera installationen. Som tur är finns det många olika typer av pumpkonfigurationer med hydroackumulatorer, så för varje villa kan man hitta en optimal lösning.

Vill du dela med dig av din egen erfarenhet av att använda en pumpstation, har du frågor eller upptäckt brister i artikeln? Skriv gärna kommentarer i blocket nedan.