Tlak v systéme zásobovania vodou súkromného domu: špecifiká autonómnych systémov + spôsoby normalizácie tlaku

Zriadenie autonómneho zdroja vody na pozemku súkromného domu alebo na chate ešte neznamená, že túto vodu bude možné pohodlne používať a že všetky hydraulické zariadenia a sanitárna technika budú stabilne zapínať a spoľahlivo pracovať.

Je ešte potrebné dosiahnuť, aby tlak v systéme zásobovania vodou súkromného domu bol v optimálnych hodnotách, s požadovaným tlakom pre domáce a hospodárske potreby. O tom, ako to dosiahnuť, bude popísané nižšie.

Charakteristické špecifiká autonómnych vodovodov

Jednou z najdôležitejších charakteristík vodárenskej sústavy je tlak vody. Od neho závisí nielen tlak v kohútiku, umožňujúci bezproblémové vykonávanie bežných hygienických procedúr, ale aj funkčnosť všetkých zariadení a prístrojov spotrebúvajúcich vodu.

Malo by sa brať do úvahy, že fungovanie autonómnej vodárenskej sústavy sa líši od centralizovaného zásobovania vodou v bytových domoch.

Predovšetkým, nezávislý vodovod je komplex špecifických opatrení, bez realizácie čo i len jedného z ktorých schéma nemusí fungovať vôbec, alebo fungovať inak, ako je potrebné

Existujú určité špecifiká aj v otázkach udržiavania stabilne optimálneho tlaku vody získanej z autonómneho zdroja.

Do systému nezávislého využívania zdrojov zásobovania vodou vidieckeho domu patria vzájomne prepojené prvky:

1. Potrubia, fitinky, manometre.
2. Ponorné alebo povrchové čerpadlo na zdvíhanie vody zo zdroja.
3. Čerpadlá zvyšujúce tlak, ktorých môže byť niekoľko, alebo čerpadlová stanica s hydroakumulátorom na akumuláciu rezervy vody s cieľom jej ďalšej nepretržitej spotreby.
4. Relé, ktoré v prípade potreby zapína a vypína čerpadlo.

Na rozdiel od obyvateľov bytových domov, majiteľ súkromného domu musí riešiť otázky súvisiace so správnou a efektívnou interakciou všetkých týchto prvkov samostatne.

Špecifika #1 – zdvíhanie vody zo studne

Odber a doprava vody sa vykonávajú priamo zo zdroja vodovodu.

A tu môže byť niekoľko možností. Ktorú z nich uprednostniť, závisí najmä od náročnosti a nákladov na zdvíhanie vody na povrch. Najnákladnejšie sú artézska studňa a kopaná studňa.

Na účely zabezpečenia rodinného domu alebo chaty vodou sa spravidla vyberajú relatívne dostupné zdroje – vrtaná studňa na vodu alebo obyčajná kopaná studňa.

Prvý variant – kvôli potrebe hĺbkového vŕtania s použitím špeciálnej techniky, druhý – kvôli ručnej práci.

Ihlová studňa, alebo abesínska – najjednoduchší na zhotovenie svojpomocne a menej nákladný na vybavenie zdroj.

Každá z týchto možností má svoje výhody a nevýhody a výber nezávisí len od ceny a náročnosti prác, ale aj od konkrétnych geologických podmienok územia.

Špecifika #2 – výdatnosť odberu vody

Výkonnosť systému vodovodu a použitie čerpacieho zariadenia v ňom závisí od výdatnosti vodného zdroja.

Správny výpočet výdatnosti umožňuje racionálne využívať tento zdroj a kvalifikovane pristúpiť k otázke výberu čerpadla.

Čím väčší je pomer maximálne možného objemu vody na ťažbu zo studne za jednotku času, po ktorú bude zdroj vyčerpaný, tým je výdatnosť vodného zdroja považovaná za vyššiu, a teda aj čerpadlo by malo byť výkonnejšie.

Na určenie výdatnosti zdroja sa používajú dva ukazovatele hladiny vody:

1. Statická – dĺžka úseku od úrovne zeme po vodu v zdroji v pokojovom stave.
2. Dynamická – vzdialenosť od povrchu po ustálenú značku hladiny vody pri zapnutom čerpacom agregáte.

Ak je množstvo odčerpávanej vody zo zdroja stabilne na úrovni jeho dopĺňania, potom možno hovoriť o tom, že výkonnosť vodného zdroja zodpovedá výkonu čerpadla. Pri dobrej výdatnosti zdroja by rozdiel medzi týmito dvoma hladinami nemal presiahnuť 1 meter.

Výdatnosť zdroja sa určuje ako pomer výkonu čerpadla – V l, k rozdielu dynamickej a statickej hladiny, vynásobený výškou úseku L – od filtra po hladinu vody v pokojovom stave zdroja

Výkon čerpadla by nemal byť vyšší ako výdatnosť zdroja. V opačnom prípade môže nastať situácia, keď po odčerpaní všetkej vody bude bežné čerpadlo pokračovať v chode „nasucho“. A to hrozí jeho poruchou.

Čerpadlo sa odporúča inštalovať ďalej od filtra, ale tak, aby nad ním vždy zostávala hladina vody aspoň 1 m.

Špecifika #3 – doprava vody k spotrebiteľom

Používanie autonómneho zdroja vyžaduje inštaláciu čerpacieho zariadenia nielen na zdvihnutie vody z vodonosnej vrstvy, ale aj na vytvorenie dostatočného tlaku na jej prečerpanie potrubím a následné rozvody v dome na rôznych úrovniach.

Netreba zabúdať na systémy zavlažovania a protipožiarnej ochrany, ktorých prevádzka musí byť zabezpečená s primeraným tlakom.

Pri výbere čerpacích jednotiek je potrebné zohľadniť hydraulický odpor potrubia, ktorý znižuje tlak a priamo ovplyvňuje rýchlosť prúdenia vody. A čím dlhšia je komunikačná trasa od zdroja k domu a konečnému spotrebiteľovi, tým väčší je tento odpor.

Ďalšími prekážkami pre vodu, ktoré znižujú tlak v systéme, sú ohyby potrubí, tvarovky potrubného systému, filtre a uzatváracie armatúry.

Preto je pri autonómnom vodovode potrebné zohľadniť nielen veľkosť pracovného, t.j. tlaku zaznamenaného v štandardných podmienkach v systéme zásobovania domu vodou, ale aj výpočtový – maximálny pretlak.

Podľa hodnôt vypočítaného tlaku sa vyberajú vodovodné rúry s príslušnými priemermi a hrúbkou stien. To všetko ovplyvňuje spoľahlivosť, efektívnosť a životnosť decentralizovaného systému zásobovania vodou.

Základné normy pre tlak vody

Hodnoty tlaku vo vodovode, ako pre studenú, tak aj pre teplú vodu, sú regulované osobitným súborom pravidiel a SNiP. Neexistujú žiadne samostatné normy tlaku vody na vstupe do domu alebo v odberných miestach, ktoré by sa vzťahovali len na rodinné domy.

Podľa všeobecných pravidiel by dolná hranica tlaku na úrovni prvého poschodia domu mala byť 1 atmosférická jednotka alebo 1 bar. Táto hodnota zodpovedá tlaku, ktorý vytvára 10-metrový stĺpec vody.

Ak má dom niekoľko poschodí, na výpočet vstupného tlaku sa na každé poschodie pridáva 4 m vodného stĺpca alebo 0,4 atm.

Napríklad pre 2-poschodový dom bude minimálny tlak na vstupe do domu 10 m + 4 m na 2. poschodie = 14 m alebo 1,4 atm.

Je potrebné vedieť, že zariadenia pracujúce s vodou, prístroje a sanitárne zariadenia majú individuálne normy, ktoré určujú minimálne hodnoty tlaku vody, pri ktorých je zabezpečené normálne fungovanie týchto zariadení.

Sanitárne zariadenia:

• 0,2 atm – umývadlo, záchod;
• 0,3 atm – vaňa, sprchovací kút, bidet;
• 0,4 atm – vírivka a hydromasážne zariadenie.

Domáce spotrebiče:

• 1,5 atm – umývačka riadu;
• 2 atm – práčka;

Iní odberatelia vody:

• 1,5 atm – protipožiarny systém;
• 2 atm – vykurovací kotol, s ohľadom na parametre vykurovacieho systému;
• 3,5 atm – zavlažovací systém.

Aby technika nepracovala na hranici svojich vlastností a normálne fungovala, je potrebné k nominálnym pasovým hodnotám pridať ešte 0,5 atm.

Tlak v systéme vodovodu možno určiť pomocou manometrov. Tieto prístroje možno inštalovať na vstupe do domu, a tiež sú nimi vybavené čerpacie stanice, o ktorých bude reč nižšie.

Monitorovanie tlaku vody v dome sa vykonáva podľa údajov manometrov, ktorými musí byť systém zásobovania vodou povinne vybavený.

Metódy zvýšenia tlaku

Výstavba vodovodu, ako každá iná stavba, začína projektom. Preto je vhodnejšie otázku vybavenia systému potrebným čerpacím a iným zariadením na udržiavanie optimálneho tlaku v ňom prepracovať a vypočítať už v štádiu projektovania.

Ak však k poklesu tlaku v systéme vodovodu došlo počas jeho prevádzky, v prvom rade je potrebné zistiť možné príčiny poruchy.

Na tento účel sa vykonáva revízia vnútri okruhu a hlavných prvkov schémy zásobovania vodou s cieľom zistiť defekty alebo nedostatky.

K takým môžu patriť:

• nesprávny výber podľa výkonnosti čerpacieho zariadenia;
• konštrukčné chyby, ktoré vznikli pri montáži systému;
• netesnosti a netesné spoje v samotných potrubiach alebo na miestach ich spojov;
• zmenšenie svetlosti potrubí v dôsledku usadenín vzniknutých dlhodobou prevádzkou;
• znečistenie filtračných prvkov;
• poruchy uzatváracej armatúry.

Na nútené zvýšenie tlaku vody v súkromnom vodovode, či už novo postavenom alebo existujúcom, existuje niekoľko spôsobov.

Metóda #1 – použitie obehového čerpadla

Táto metóda poskytne želaný efekt, ak je potrebné zvýšiť tlak vo vodovode o 1–2 atm. Na jej realizáciu bude potrebné dodatočne zakúpiť obehové čerpadlo.

Princíp práce takéhoto agregátu spočíva vo vytváraní tlakových rozdielov v komore pumpy pomocou odstredivej sily, v dôsledku čoho voda vstupuje do systému cez výstupný otvor čerpadla už so zvýšeným tlakom. Proces prebieha s nepretržite sa opakujúcou cyklickosťou.

Na tento účel sa používajú bežné obehové čerpadlá. Možno ich montovať na vstupe do domu alebo na spoločnej stúpačke vodovodu, ako aj priamo pred spotrebiteľmi vody.

Hlavnými charakteristikami, na ktoré by ste mali pri výbere takéhoto zariadenia dbať, sú:

• výstupný tlak vody;
• možnosť prevádzky v manuálnom a automatickom režime;
• hlučnosť;
• typ rotora.

Podľa princípu práce rotorov sa zariadenia delia na čerpadlá mokrého a suchého typu.

V prvom prípade je pohyb vody v systéme realizovaný otáčajúcimi sa lopatkami obežného kolesa, ktoré je namontované na hriadeli rotora. Chladenie a mazanie pracovných prvkov čerpadla prebieha prirodzene vďaka vodnému prúdu.

Táto vlastnosť dáva zariadeniu veľké výhody oproti čerpadlám iných typov.

Tichá prevádzka prietokového čerpadla s mokrým rotorom umožňuje inštalovať zariadenie vnútri kúpeľní a kuchýň bez toho, aby ste pritom pociťovali nepríjemnosti spojené s hlukom pri nepretržitej prevádzke

Účinnosť agregátu s mokrým rotorom nie je veľmi vysoká – 45%, ale pre domáce použitie je toto zariadenie celkom dôstojnou možnosťou.

V druhom variante sa na spoločnom potrubí inštaluje výkonnejšie čerpadlo suchého typu.

Motor čerpadla sa montuje mimo potrubia a nemá kontakt s kvapalinou. Chladí sa vzduchom. Takéto agregáty sa môžu líšiť medzi sebou typom pripojenia k motoru a miestom jeho inštalácie.

Účinnosť čerpadla tohto typu je výrazne vyššia – približne 70%, čo robí jeho použitie účelným pri potrebe vytvorenia vyššieho tlaku v systéme a ak výkon prietokového čerpadla nestačí.

Ak sa rozhodnete pre agregát suchého typu, treba mať na pamäti, že bude väčší nielen rozmermi, ale aj hlučnejší počas prevádzky. Preto je pri inštalácii takýchto čerpadiel vhodné vyhradiť samostatnú miestnosť izolovanú od obytných miestností

Záverom, na mierne zvýšenie tlaku vody, vrátane prívodu k samostatnému domácemu spotrebiču alebo sanitárnemu zariadeniu, je vhodné použiť menej výkonné prietokové zariadenie.

Montáž obehových čerpadiel na vodovodnom systéme nie je veľmi náročná. Dôležité je, aby sa inštalácia vykonala s ohľadom na uvedený smer otáčania obežného kolesa na zariadení – v smere toku vody.

Na modernom trhu sú žiadané čerpadlá značiek Wilo, Grundfos, Oasis, Džileks. Veľké množstvo ponúk umožňuje za prijateľnú cenu vybrať zariadenie s požadovanými charakteristikami tlaku, výkonu, rozmerov, hlučnosti a ďalších parametrov.

Príruby všetkých zariadení sú unifikované na montáž na ruských vodovodných sieťach.

Metóda #2 – vybavenie vodárenskej stanice

Vybavenie domácej čerpacej stanice je nákladnejšie, ale moderné a presne vyrieši otázku zásobovania súkromného alebo vidieckeho domu vodou s optimálnym tlakom.

Takáto stanica dokáže zdvíhať vodu z autonómneho zdroja a nepretržite ju dopravovať ku všetkým odberným miestam, ako aj zabezpečovať zvýšenie tlaku v systéme na optimálne hodnoty

Vodárenská jednotka zahŕňa päť základných prvkov:

1. Elektromotor.
2. Samonasávacie čerpadlo.
3. Akumulačná nádrž.
4. Tlakové relé.
5. Spätný ventil.

Na vytvorenie zásoby vody môže byť do systému zapojený bežný zásobník alebo výrobný hydroakumulátor membránového typu.

Čerpacia stanica so zásobníkom – táto možnosť je trochu zastaraná a nie príliš pohodlná kvôli potrebe mať v stanici príliš veľkú nádrž. A aj tlak vody, ktorá sa odoberá samospádom, bude závisieť od výšky umiestnenia rezervoáru.

To so sebou prináša problém výberu miesta pre umiestnenie rezervoára s vodou na podkrovnom alebo vyššom podlaží, ako sú spotrebitelia vody. Okrem montážnych nepríjemností sa zvyšuje aj riziko zaplavenia nižšie položených miestností v prípade nejakej poruchy.

Napriek uvedeným nevýhodám sa takýto systém zvyšovania tlaku vo vodovode dlhodobo používa v súkromných domoch a tiež nachádza široké uplatnenie pri výstavbe nového vodovodu.

Schéma vybavenia stanice s bežným zásobníkom je jednoduchá. Rezervoár umiestnený v maximálnej možnej výške je cez čerpadlo pripojený k vodovodu.

Plnenie nádrže pri odbere vody sleduje relé, ktoré automaticky spúšťa čerpadlo pri poklese hladiny a následnom znížení tlaku vody v zásobníku na určitú hodnotu. Pri doplňovaní zásoby vody tlak v rezervoári stúpa a po dosiahnutí nastavenej hodnoty sa čerpadlo vypne. Cyklus sa opakuje.

Domáca stanica s hydroakumulátorom. Ide o dokonalejšie a modernejšie zariadenie v autonómnom vodovode. V zostave stanice je nevyhnutne prítomný hydroakumulátor, iný názov – membránový zásobník.

Zariadenie membránového zásobníka. Hermetické teleso pozostáva z dvoch komôr oddelených pružnou membránou z pevnej gumy – butylu. V jednej časti zásobníka je vzduch pod tlakom, v druhej, membránovej, sa akumuluje voda z vodovodného systému.

Materiál membrány je hygienicky bezpečný a podľa hygienických noriem vhodný na skladovanie pitnej vody. Do princípu činnosti hydroakumulátora je zabudovaná možnosť pod tlakom vody čerpanej čerpadlom, ktorá vstupuje do membrány, zväčšovať jej objem, čím sa zvyšuje tlak vzduchu v druhej komore.

Pri zvýšení tlaku na prahovú hodnotu relé vypne čerpadlo. Zníženie tlaku v komore pri odbere vody núti relé k opätovnému spusteniu čerpadla.

Membránový zásobník má vzduchový ventil, tlak na ktorom by mal byť 1,5–2 atm. Ventil je usporiadaný ako bežný automobilový vsuvka, čo umožňuje manuálne regulovať tlak vo vzduchovej komore.

Výhody čerpacej stanice s hydroakumulátorom:

• možnosť umiestnenia v akomkoľvek podlaží súkromného domu;
• zvýšenie prevádzkovej životnosti čerpadla;
• vytvorenie relatívne rovnomerného tlaku vo vodovode;
• akumulácia zásoby kvapaliny pre prípad núdzového výpadku elektrickej energie.

Pri montáži čerpacej stanice je žiaduce umiestniť hydroakumulátor tak, aby k nemu bol voľný prístup, umožňujúci vykonávať údržbu alebo opravu bez vypustenia vody zo systému.

Viac o tom, ako vybrať čerpaciu stanicu pre rodinný dom, si prečítajte ďalej.

Stabilizácia tlaku vo vodovode

Pre prevádzku systému zásobovania vodou vidieckeho domu v stabilne rovnomernom režime tlaku nie je prítomnosť iba membránovej nádrže v schéme dostatočná a pravdepodobnosť vodných rázov zostáva vysoká.

Vodný ráz je veľmi často príčinou poruchy potrubí, čerpacieho zariadenia, spätného ventilu a iného drahého zariadenia

Ďalším dôvodom, ktorý odôvodňuje potrebu nútenej stabilizácie tlaku vody, je možnosť jeho zvýšenia na rôznych odberných miestach systému pri ich súčasnej prevádzke. Na tento účel je možné použiť frekvenčný menič.

Napríklad, pri absencii zariadenia vyrovnávajúceho tlak vody, ak sa jedna osoba bude sprchovať a druhá v tom čase polievať záhradu, tlak vody sa rozdelí na polovicu.

Výhody frekvenčného meniča:

• tlak vody je udržiavaný stabilný počas celého času odberu vody;
• čerpadlo pracuje v plynulých režimoch štartu a zastavenia, čo zvyšuje jeho životnosť 1,5-krát;
• ochrana čerpadla pred suchým chodom;
• spánkový režim výrazne šetrí elektrickú energiu;
• možnosť zníženia objemu membránovej nádrže takmer 10-krát.

Okrem úspory miesta malá nádrž odstraňuje nepríjemné pachy spojené so stagnáciou vody. Moderné čerpadlá a stanice je možné kúpiť už so vstavaným frekvenčným meničom.

Riešiť problém s nestabilným tlakom vody, chrániť potrubia a zariadenia pred vodnými rázmi, zabrániť prudkým výkyvom napätia pri zapínaní a vypínaní čerpadla umožňuje moderné zariadenie — frekvenčný menič, ktorý robí systém zásobovania vodou inteligentným.

Ale aj samostatne zakúpený menič je pomerne jednoduché integrovať do systému zásobovania vodou. Hlavné je pri jeho výbere zohľadniť kompatibilitu s takými charakteristikami už existujúceho zariadenia, ako je výkon, napájacie napätie a prúd.

Závery a užitočné video k téme

Video, ktorého autor sa delí o radu na zvýšenie tlaku vody v rodinnom dome pomocou vlastnoručne vyrobenej čerpacej stanice s akumulačnou nádržou:

Video o nuansách pripojenia hydroakumulátora do systému zásobovania vodou rodinného domu a nastavenia tlaku vzduchu v ňom:

Video, ktoré hovorí o výhodách frekvenčného meniča v systéme zásobovania vodou s návodom na obsluhu a popisom jeho prevádzkových režimov:

Normálny tlak vody v autonómnom systéme je podstatnou podmienkou pohodlnej a spoľahlivej prevádzky vodovodu. Bývanie vo vlastnom dome alebo na chate diktuje podmienky, pri ktorých musí byť najobyčajnejší človek odborníkom v mnohých otázkach.

Poznanie jednoduchých základov teórie o tlaku vody v nezávislom systéme zásobovania vodou a dodržiavanie uvedených rád, ako ho urobiť stabilným, prinesie len pozitívne výsledky. To umožní vyhnúť sa možným chybám v štádiu plánovania a pri vykonávaní prác na zriadení autonómneho vodovodu, pomôže správne sa rozhodnúť pri kúpe potrebného zariadenia.

Ak chcete položiť otázku k téme článku alebo máte cenné znalosti, ktoré pomôžu normalizovať tlak vody v systéme, zanechajte svoje komentáre v bloku nižšie.