Tipikus vízellátó szivattyúállomás működési elve és felépítése

Higgye el, a magánház olyan magas komfortszinttel rendezhető be, hogy a benne élés sokkal kényelmesebb lesz, mint egy városi lakásban. Mindenesetre a vízvezetéket ugyanolyan kényelmesen lehet használni. Csak ki kell nyitnia a csapot a vízhez, ami viszont még nem igazán összeegyeztethető a vidéki infrastruktúrával, nem igaz?

Pedig ez egyáltalán nem egy 'rózsaszín' álom. Az ötlet megvalósításához elég egy szivattyúállomást beépíteni a vízellátási rendszerbe. A tulajdonosok helyett elvégzi a hatalmas mennyiségű nehéz fizikai munkát. Igaz, a helyes csatlakoztatáshoz és üzemeltetéshez jól kell ismerni a berendezés felépítését.

Értékes információkat kínálunk Önnek az említett technika használatának sajátosságairól. Cikkünk segít megérteni a szivattyúállomás működési elvét és megismertet a telepítési szabályokkal. Az általunk bemutatott információkat nagyon érthető ábrák, fotóválogatások és videó-útmutatók egészítik ki.

A vízellátó állomás felépítése

A magánház vízellátásának megszervezéséhez az üzletek szivattyúállomásokat kínálnak kompakt egység formájában, amely hidrotartályból, automatikai egységből és elektromos szivattyúból áll. Hasonló vízellátó berendezést össze is lehet állítani egyes részekből és felszerelésekből.

Mindkét változat elfogadható, de jobb a gyártói garanciával rendelkező kész szettet választani. Ez olcsóbb és praktikusabb lesz a későbbi karbantartás során.

Alapvető munkarészek

Felépítését tekintve a gyárilag összeszerelt vízellátó szivattyúállomás abban különbözik a felszíni szivattyútól, hogy rendelkezik egy nyomásértékek szerint vezérelt irányítási rendszerrel.

A következő funkcionális alkatrészek tartoznak hozzá:

1. Felszíni elektromos szivattyú.
2. Hidroakkumulátor toldalékkal és belső gumitömlővel.
3. Manométer.
4. Nyomáskapcsoló.
5. Összekötő szerelvények.

A vízfelvételhez egy szívócsövet csatlakoztatnak visszacsapó szeleppel és szitaszűrővel. A berendezés kimeneti nyílásához pedig egy vezeték csatlakozik, amely a szivattyúzott folyadékot a fogyasztási pontokhoz szállítja. Ha az állomás beépített szűrővel és szeleppel rendelkezik, akkor a szívótömlőt nem kell ezekkel kiegészíteni.

A szivattyúállomás egy berendezéskomplexum, amely magában foglal egy hidroakkumulátort, nyomáskapcsolót, manométert és magát a felszíni elektromos szivattyút. Ha fennáll a készülék “szárazonfutás” állapotában való működésének lehetősége, ajánlott olyan automata szivattyúkat vásárolni, amelyek áramlásszabályozóval és automatikus vezérlőegységgel vannak felszerelve (+)

A hidraulikus membrános tartály a centrifugális szivattyúval együtt képes fenntartani a ház vízvezetékében 1,5 atmoszféra nyomást. Ez teljes mértékben elegendő az összes olyan háztartási gép stabil működéséhez, amelyeket magánházakban telepítenek. Ráadásul a hidroakkumulátorok modelljeinek nagy része 4,5 atmoszféra maximális nyomásra van tervezve, ami bőségesen elegendő akár egy két-három emeletes házhoz is.

Az automata állomás kompakt, és nem igényel nehéz betonozást a berendezés alatti területen. A legnagyobb eleme a víztároló tartály. Azonban a telepítéséhez külön helyiség szükséges a működés közben keletkező zúgás miatt. Leggyakrabban a teljes berendezést a földszinten vagy a pincében szerelik fel, ahol a legkényelmesebb üzemeltetni és karbantartani.

Minél nagyobb a hidroakkumulátor tartályának űrtartalma, annál ritkábban kell bekapcsolnia a szivattyú motorjának, és annál kisebb lesz a kopása (+)

Nem túl olcsó, de ésszerű megoldás lehet a berendezések elhelyezésére egy kesszon, amelyben akár a teljes aggregátegység, akár a szivattyú automatika nélküli hidroakkumulátorral is elhelyezhető (amit a házban telepítenek). Az állomás nyaralóban való elhelyezésének költségvetési változata egy külön pavilon építését feltételezi, amely megvédi az egységet az időjárás viszontagságaitól.

A vezérlőegység működése és jellemzői

A szivattyúállomás automatika vezérlőegységének feladata a rendszer nyomásának figyelése és a hidraulikus szivattyú motorjának szükség szerinti be- és kikapcsolása. Ehhez a vezérlőegység tartalmaz egy manométert és egy relét. Az első a pillanatnyi nyomást ellenőrzi, a második pedig a szivattyút vezérli.

A relé fő elemei két rugó. A nagyobb rugó az áramkör zárására van beállítva a membrántartályban lévő legalacsonyabb nyomásnál, amikor kevés víz van benne. A kisebb rugó pedig a maximális nyomást szabályozza, és eléri azt az áramkört megszakítja.

A nyomáskapcsoló automatikusan elindítja az állomás szivattyúját, ha a nyomás például 1,4 barra csökken, és leállítja, amikor eléri a gyártó által megadott maximális értéket. Nem tanácsos megváltoztatni a relé gyári beállításait, mivel azokat az elzárószerelvények képességeihez igazították.

Amennyiben olyan körökben működő szivattyúállomást vásárol, ahol fennáll a rövid ideig tartó víz nélküli üzem lehetősége, figyeljen az áramlásérzékelő eszköz meglétére.

Ez a motor túlmelegedésének megelőzésére szolgál, ha a vízvételi helyen nincs víz. Az ilyen egységekben a vezérlőegység nem a nyomás határértékeire, hanem az áramlás csökkenésére összpontosít.

A javasolt cikkünk segít eligazodni abban, hogyan válassza ki megfelelően a szivattyúállomást a nyaralótelep kialakításához. Az értékes tanácsok mellett a cikk tartalmazza a hazai piac legjobb ajánlatainak rangsorát is.

A szivattyú és a hidroakkumulátor kölcsönhatása

A membrántartály kapacitását a vízfogyasztás mennyiségének figyelembevételével kell kiválasztani. Egy párnak teljesen megfelel egy 25–40 literes változat, egy több fős család számára azonban 100 litertől kezdődően kell eszközt választani.

A 15 liternél kisebb tartályok vásárlása kifejezetten csak a nyaralói szezonális használatra ajánlott. Az állandó vízutánpótlás miatt a bennük lévő membrán gyorsan elhasználódik.

A hidrotartályba kezdeti állapotában a nippelen (levegőszelep) keresztül levegőt pumpálnak, ami 1,5 atm nyomást hoz létre. Működés közben a membránba nyomás alatt vizet szivattyúznak, ami összenyomja a levegő “tartalékot”. Nyitott csapnál a sűrített levegő kinyomja a vizet.

Úgy tartják, minél nagyobb a tartály űrtartalma, annál hosszabb élettartamú a szivattyúberendezés, mivel a be-/kikapcsolási ciklusok száma csökken. Azonban egy nagy kapacitású tartály nem olcsó.

A szabályok szerint a hidrotartályt számítások alapján választják ki, figyelembe véve a gyártó által megadott be- és kikapcsolási nyomásértékeket, valamint az egyidejűleg bekapcsolt vízvételi pontok tényleges vízfogyasztását.

A hidraulikus tartályban lévő folyadéktartalék általában a teljes térfogat körülbelül egyharmadát teszi ki. A fennmaradó teret a sűrített levegő foglalja el, amely a csövekben lévő állandó víznyomás fenntartásához szükséges.

Ha a hidroakkumulátort a vízellátó rendszerbe a vízkalapács kockázatának minimalizálása érdekében építik be, akkor a tartályt kisebb méretben is lehet választani. Ebben az esetben nem a térfogat a fontos, hanem a membrán és a mögötte lévő levegő megléte. Szükség esetén ezek veszik fel az ütést, tompítva annak következményeit.

A szivattyú teljesítményének meg kell felelnie a membrántartály térfogatának (20–25 literes kapacitáshoz 1,5 m³/óra teljesítményű hidroszivattyú ajánlott, 50 literhez 2,5 m³/óra, 100 literes tartályhoz pedig legalább 5 m³/óra)

Az automata szivattyúállomás két ciklusban működik:

1. Először a szivattyú a vízvételi helyről vizet szivattyúz a hidroakkumulátorba, ezáltal túlnyomást hoz létre a benne lévő levegőben.
2. A házban lévő csap kinyitásakor a membrántartály kiürül, majd az automatika újra elindítja a szivattyúberendezést.

A vízellátó szivattyúállomás hidroakkumulátorának felépítése rendkívül egyszerű. Egy fémházból és egy légmentes membránból áll, amely a belső teret két részre osztja. Az első részben levegő található, a másodikba vizet szivattyúznak.

A szivattyú csak akkor szivattyúz folyadékot a membrántartályba, amikor a rendszer nyomása 1,5 atm körüli értékre csökken; a beállított maximális nyomásérték elérésekor az állomás kikapcsol (+)

A hidroakkumulátor feltöltése után a relé kikapcsolja a szivattyút. A mosdócsap kinyitásakor a levegő nyomása által a membránra szorított víz fokozatosan átáramlik a vízellátó rendszerbe. Egy bizonyos ponton a tartály annyira kiürül, hogy a nyomás gyengül. Ezt követően a szivattyú újra bekapcsol, és elindítja a szivattyúállomás munkaciklusát újra.

Üres tartály esetén a membrános válaszfal összenyomódik és a bemeneti csőcsonk karimájához szorul. A hidraulikus szivattyú bekapcsolása után a membrán a víznyomás hatására kiegyenesedik, összenyomva a levegőrészt és ezzel növelve a benne lévő levegő nyomását. Pontosan ez a gáz-folyadék kölcsönhatás a változó határon keresztül képezi a szivattyúállomás membrános tartályának működési elvét.

A berendezés kiválasztásának szempontjai

A gyári összeállítású szivattyúállomások felszíni hidraulikus szivattyúval rendelkeznek, amely gyakran belső vagy külső ejektorral van ellátva. A hidroakkumulátorok azonban merülő szivattyúberendezésekkel is használhatók, de ekkor kissé eltérő műszaki kifejezést, “szivattyúrendszer”-t kapnak.

Az állomással tandem üzem esetén a membrános tartályok kisebb térfogatúak lehetnek, mint a merülőszivattyús rendszerek hidrotartályai. Ennek oka, hogy a merülő szivattyúegységek óránkénti megengedett be-/kikapcsolási száma kisebb, mint a felszíni szivattyúké.

A gyártó által teljesen munkára kész állapotban szállított szivattyúállomásokat csak a megfelelő csővezetékekhez és az elektromos tápellátáshoz kell csatlakoztatni (+).

A felszíni szivattyúk, amelyek belső ejektorral rendelkeznek, komoly korlátozásokkal bírnak a vízfelvétel mélysége tekintetében. A vizet csak 7–8 méterről képesek felemelni. Azonban erős víznyomást biztosítanak a kimeneten, 40–60 méteres vízoszloppal (4–6 bar).

A belső ejektornak nem ártanak a légzsákok. Először levegőt szivattyúz át minden negatív következmény nélkül, majd elkezdi a kútból a vizet a rendszerbe nyomni.

A belső ejektorral rendelkező állomások fő hátránya a magas zajszint működés közben. Ha ezeket a szivattyúberendezés-modelleket autonóm vízellátáshoz egy magánházban tervezik telepíteni, akkor ezt csak jó hangszigeteléssel rendelkező mellékhelyiségekben ajánlott megtenni.

A külső ejektor használata lehetővé teszi a víz akár 50 méteres mélységből való kiemelését. Ezek a szivattyúk gazdaságosabbak, de alacsony a hatásfokuk (legfeljebb 40%). Cserébe sokkal kevesebb zajt bocsátanak ki, mint a beépített ejektorral rendelkező társaik.

Az állomáshoz való szivattyúegység típusának kiválasztása a szivattyúzandó közeg minőségi jellemzőitől függ:

A vízellátó állomás helyének meghatározása

A szivattyúállomás helyének kiválasztásakor a hidraulikus szivattyú jellemzőit kell figyelembe venni. Minden tíz méter vízforrás és szivattyú közötti vízszintes cső 1 méterrel csökkenti annak szívóképességét.

Ha a távolság meghaladja a tíz métert, akkor a szivattyúegység modelljét nagyobb szívási mélységgel kell kiválasztani.

Az autonóm vízellátó rendszer automata állomása a következő helyeken helyezhető el:

• a szabadban, a kút melletti keszonban;
• a szivattyúberendezés számára kifejezetten épített hőszigetelt pavilonban;
• a ház pincéjében.

A helyhez kötött külső változat keszon kialakítását és onnan a nyomócső fektetését a házig a talaj fagyhatára alatt írja elő. Évszakon át használatos vezeték építésekor a csövet a szezonális fagyás mélysége alá kell fektetni.

Ideiglenes nyári vezetékek építésekor, a nyaralóban való tartózkodás idejére a csövet nem kell 40–60 cm-nél mélyebbre fektetni, vagy a felszínen is elhelyezhető.

A fűtött, szellőztetett és hangszigetelt pince ideális hely a szivattyúállomás számára, ott sem a szivattyú, sem a vízellátó csövek nem fagynak meg télen (+).

Ha az állomást a pinceszinten vagy a pincében szerelik fel, akkor nem kell tartani a szivattyú téli befagyásától. Csupán a szívócsövet kell a talaj fagyhatára alá fektetni, hogy az erős hidegben se fagyjon be.

Gyakran a házban fúrják a kutat, így jelentősen lerövidül a csővezeték hossza. De nem minden házban lehetséges ilyen fúrás.

A vízellátó szivattyúállomások telepítése külön épületben csak akkor lehetséges, ha a berendezést pozitív hőmérsékletű időszakban üzemeltetik. Azonban a nagyon alacsony téli hőmérsékletű régiókban ezt az egész évben működésre szánt megoldást szigetelni kell, vagy fűtési rendszert kell kiépíteni. Jobb azonnal a fűtött házban elhelyezni a szivattyúállomást.

A vízellátó állomás helyének kiválasztásakor figyelembe kell venni a gyártó által az adatlapján feltüntetett hőmérsékleti határértékeket:

Nyomásparaméterek a hidroakkumulátorban

A ház vízvezetékében lévő háztartási szaniterberendezések megfelelő működéséhez 1,4–2,6 atmoszféra nyomást kell fenntartani. Annak érdekében, hogy a hidroakkumulátor membránja ne kopjon túl gyorsan, a gyártók azt javasolják, hogy a benne lévő nyomást 0,2–0,3 atm-rel a vízvezeték nyomása fölé állítsák.

Az egyszintes ház vízvezetékében a nyomás általában 1,5 atm. Ebből az értékből kell kiindulni a hidrotartály beállításakor. De a nagyobb lakóépületeknél a nyomást növelni kell, hogy a víz eljusson az összes, a felszállótól legtávolabbi csapig. Itt bonyolultabb hidraulikai számításokra van szükség, figyelembe véve a csővezetékek hosszát és elrendezését, valamint a szaniterberendezések számát és típusát.

A belső házi vízvezetékhez szükséges nyomás egyszerűsített kiszámítása a következő képlettel lehetséges:

(H+6)/10,

ahol «H» a szivattyútól a ház legfelső emeletén lévő szaniterberendezések legmagasabb vízellátási pontjáig mért magasság.

Ha azonban a kiszámított autonóm vízvezeték nyomás meghaladja a meglévő szaniter- és háztartási berendezések megengedett jellemzőit, akkor az ilyen nyomás beállítása esetén azok meghibásodnak. Ebben az esetben más vízvezeték-elosztási sémát kell választani.

A hidroakkumulátor levegőrészében a nyomás szabályozása a szelepen keresztül történik a felesleges levegő kiengedésével vagy autószivattyúval történő utánpumpálásával.

A berendezés működésének lehetséges hibái

Ha a szivattyú túl gyakran be- és azonnal kikapcsol, akkor azonnal ellenőrizni kell a levegőnyomást a hidroakkumulátorban. Alacsony értékek esetén fel kell pumpálni. De a probléma ilyen módon történő megoldása csak akkor lehetséges, ha a membrán és a tartály háza nem sérült. Itt már csak a szervizközpont szakembereinek felkeresése segíthet.

A levegő utánpumpálására szolgáló szelep leggyakrabban a tartály vízbevezető nyílásával ellentétes oldalon található, de oldalsó elhelyezés is lehetséges.

Ha vízcseppek jelennek meg a hidroakkumulátor légnyomásszelepének szelepén, akkor a hidroakkumulátort azonnal le kell választani a vízvezeték-rendszerről. Ez a membrán sérülésének egyértelmű jele. Ilyen helyzetben a membrán cseréje elengedhetetlen. Magánház vízvezeték-rendszerébe a membrános tartályon keresztül nem kerülhet levegő.

Ha a szivattyú egyáltalán nem akar bekapcsolni, akkor érdemes megnézni a nyomáskapcsoló beállítását. Előfordulhat, hogy túl magas nyomásra van beállítva. De az is lehetséges, hogy levegő kerül a szívótömlőbe, ami a szárazonfutás elleni védelem működésbe lépését okozza.

A hidrotartállyal ellátott szivattyúegység előnyei

A szivattyúegység az autonóm vízellátó rendszer elengedhetetlen része. Biztosítja a víz szállítását fúrt kútból vagy ásott kútból, amelynek további elosztása a nyaralóban a szivattyú működésével, nyomástartó tartály használatával vagy hidroakkumulátor alkalmazásával történik.

A hidropneumatikus vízemelő berendezés és a nyomástartó edény a belső házivízellátó rendszer állandó nyomásának fenntartására szolgál.

A nyaralóban történő vízelosztáskor csak egy szivattyú használata számos problémával jár. Ilyen autonóm vízellátási elrendezés esetén a szivattyúberendezés kénytelen folyamatosan be- és kikapcsolni, ami miatt élettartama drasztikusan lerövidül. Áramkimaradás esetén pedig a lakás teljesen víz nélkül marad.

A szivattyúk kopásának csökkentése és a ház védelme érdekében a villamos hálózat meghibásodása esetén a ház vízellátó rendszerébe egy kiegészítő tárolót építenek be. Ez lehet egy víztartály a padláson, ahonnan a víz a szaniterberendezésekhez gravitációs úton folyik, vagy egy hidroakkumulátor (más néven membrántartály vagy hidraulikatartály), amely mesterségesen tartja fenn a nyomást a hálózatban.

Mindkét esetben a szivattyú a tartály vízkészletének kialakításához kapcsol be. Csak a második esetben a készlet automatikusan jön létre a vezérlőrendszer által, a nyomás paraméterei alapján. Ekkor a tárolótartály lehetővé teszi a víz tartalékolását áramkimaradás esetére, míg a hidroakkumulátoros rendszer áram nélkül egyáltalán nem fog működni.

A tároló azonban feltöltött állapotban jelentős súllyal rendelkezik, és padlásra történő telepítése esetén a födém megerősítését és hőszigetelését igényli.

A membrántartályos változat kényelmesebb és praktikusabb. Az ilyen szivattyúállomással rendelkező vízellátó rendszer működési elve a víznyomás mesterséges fenntartásán alapul a csövekben. Maga a szivattyú, amely a vízforrásból szívja a vizet, csak a tartály feltöltésére kapcsol be. Ezután a viz sűrített levegő segítségével kerül a rendszerbe.

A pincében elhelyezett szivattyúállomás hidraulikus szivattyúja szívással működik, ami lehetővé teszi, hogy csak sekély víztartó rétegeknél vagy természetes víznyomású kutaknál használják.

A tágulási tartályos változattal ellentétben a hidropneumatikus berendezés kompaktabb. Ráadásul a membrános hidroakkumulátor használata garantálja a vízkalapácsok hiányát a hálózatban és a folyamatos nyomást a vízvezeték csöveiben, valamint egyszerűsíti a magánházban élők vízellátó rendszerének karbantartását.

Az egyetlen hátránya a hidroakkumulátoros szivattyúállomásoknak az energiafüggőség. A víztároló tartály gyakran kis méretű, 25–50 literes. A szivattyúnak gyakran kell bekapcsolnia a feltöltéséhez, és áramkimaradáskor a víztartalék nem tart ki túl sokáig. Az ilyen helyzetek elkerülése érdekében ajánlatos beszerezni egy önálló generátort.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

#1 videó. Milyen mélységből képes a szivattyúberendezés vizet emelni:

#2 videó. Hogyan szerelje össze saját maga a szivattyúállomást egy háztartási centrifugálszivattyúból:

#3 videó. Minden a hidroakkumulátor működési elvéről, amely a szivattyúállomás részét képezi:

Az automatikus önálló vízellátó rendszerek lehetővé teszik, hogy vidéki házban élve ne kelljen vízhordással fáradozni vödrökben. Az egyszerű felépítésnek köszönhetően a szivattyúállomások könnyen telepíthetők és karbantarthatók.

Azok telepítésével szinte bárki megbirkózik. Szerencsére a hidroakkumulátoros szivattyúberendezések különböző típusú konfigurációinak száma nagy, minden nyaralóhoz megtalálható az optimális megoldás.

Szeretne megosztani saját tapasztalatait a szivattyúállomás használatával kapcsolatban, kérdései vannak, vagy hibákat talált a cikkben? Kérjük, írja meg észrevételeit az alábbi blokkban.