Относительно теплые зимы предыдущих лет и постоянная болтовня «гринписа» о глобальном потеплении несколько расслабили дачников-строителей при устройстве коммуникаций в плане защиты от холода. А нынешняя достаточно суровая зима показала многим, кто есть кто и как надо их делать. В частности, в этом году тем на различных форумах «Помогите! Замерз водопровод» не в пример больше, чем в другие годы.
Как известно, болезнь и проблему гораздо легче и дешевле предупредить, чем потом лечить. Поэтому тем, у кого водопровод зимой периодически промерзает и тем, кто только собирается прокладывать водопровод круглогодичного использования следует заранее позаботиться устройством утепленного водопровода. Особенно, если колодец или скважина находится достаточно далеко от дома.
Основной принцип при устройстве водопровода рассчитанного на круглогодичное использование — прокладка трубы водопровода ниже максимально возможной глубины промерзания. Как известно, температура в глубине грунта всегда примерно одинаковая и составляет +4 — +6 градусов. Однако это может быть весьма затруднительно, так как глубина промерзания может достигать полутора – двух метров. Устройство такой глубокой траншеи большой протяженности требует весьма больших по трудоемкости земляных работ и даже не всегда возможна физически. Рассмотрим несколько альтернативных вариантов устройства незамерзающего водопровода без прокладки труб на большой глубине.
Вариант с постоянно циркулирующей водой.
Многие дачники, не имеющие постоянного зимнего водопровода, или устроившие его неправильно, решают проблему с замерзанием следующим образом. Открывают краник в какой либо раковине так что бы вода постоянно текла но тонкой струйкой. Способ простой, но не всегда применимый. Особенно в случае, если канализация не центральная, а слив идет в герметичный септик. Как бы не была тонка струйка воды, но суточный слив достигает нескольких сотен литров. И это чистой воды, как правило уже очищенной какими либо фильтрами. Бессмысленная очистка воды и бессмысленный слив в септик, который надо тоже вывозить. Бессмысленная работа насосной станции или насосов. Кроме того, довольно часто люди просто машинально закрывают кран или забывают открыть его при отъезде. А при возвращении в дом обнаруживают замерзший водопровод.
Но можно организовать циркуляцию воды без слива ее в канализацию. Для этого при устройстве водопровода надо проложить не одну, а две трубы. (вообще говоря, это полезно делать в любом случае). Тогда вторая труба используется как обратная, и насос выкачивая воду из скважины, эту же воду в нее и сливает. Что бы не гонять насос постоянно, его можно включать через таймер. Например, на 1-2 минуты каждые 20-30 минут. За это время вода в трубах не будет успевать замерзать.
Вообще говоря, при замерзании 1 литра воды выделяется около 330 кДж тепла (или около 90 Вт*часов). Средние теплопотери на 1 погонный метр трубы в грунте считаются равными около 10-15 Вт. Зная диаметр трубы (а следовательно и объем воды в ней), нетрудно рассчитать необходимую периодичность включения и продолжительность работы насоса, для полной смены воды в водопроводе, т.е для замены остывшей воды на новую, с температурой грунтовых вод.
Вариант с удалением воды из водопровода.
Того, чего нет – замерзнуть не может. Поэтому для предотвращения замерзания воды в трубе, воду из нее попросту удаляют. Этот способ хорошо известен тем, кто использует погружные насосы, находящиеся непосредственно в скважине. Им достаточно сделать небольшое отверстие в шланге (2-3 мм) неподалеку от насоса, и сразу после его выключения вся вода из водопровода стекает обратно в скважину. На другом конце трубы ставят обратный клапан, который позволяет воздуху заполнять трубу при стекании воды. А при включении насоса клапан закрывается и вода поступает в систему водоснабжения.
Однако этот способ весьма трудоемок для тех, у кого насосы всасывающие, т.е. расположенные непосредственно в подвале или доме. Для их нормальной работы необходимо постоянное наличие воды во всасывающей трубе. У них даже для этого на входном конце трубы стоит обратный клапан не позволяющий воде стекать в скважину. А значит — им придется постоянно ее заполнять из какой то емкости. В принципе — это не сложная процедура для тех, кто посещает свой дом наездами. Процесс приведения системы в рабочее состояние займет всего несколько минут. Но потребуется не забывать сливать воду из водопровода при отъезде. Для них скорее будет более удобен
Вариант с созданием большого давления в водопроводе.
Как известно, вода находящаяся под давлением не замерзает. Вы видите на улицах сел и деревень водоразборные колонки. Они не замерзают в морозы. Трубы проложены достаточно глубоко. Но сами колонки — «на улице». И вода из них течет исправно в любые морозы и не замерзает. А все потому, что в трубе она находится под давлением в несколько атмосфер.
Если в водопровод врезать небольшой ресивер, и перед отъездом нагнетать в него давление в 3-5 атмосферы, то вода в трубе не замерзнет. Для приведения системы в рабочее состояние надо стравить это давление и она готова к работе. Конечно, это так же «промежуточный» способ, не постоянной готовности водопровода, и требующий труб, выдерживающих такое давление, но как вариант… Проще всего его реализовать опять таки на погружных насосах. Они развивают необходимое давление в 5-7 атмосфер. И достаточно установить обратный клапан сразу после насоса, закрыть кран перед ресивером, и включить насос, как весь трубопровод от скважины до ресивера окажется под давлением. Разумеется трубопровод должен быть на него рассчитан.
Вариант с подогревом трубы кабелем.
Этот вариант в последнее время получает все большее распространение. Идея тут довольно простая. Зима, какая суровая ни будь – не навсегда, а всего лишь несколько месяцев в году. Поэтому и вероятность замерзания водопровода существует только в этот период. Поэтому нет смысла копать на 2 метра вглубь, а достаточно на 50 см, утеплить трубу водопровода и навить на ней греющий кабель. Вернее сначала навить, а потом утеплить.
Идея весьма здравая и работоспособная. Фирменный греющий кабель обойдется примерно в 400-500 рублей за погонный метр. Его распределенная мощность должна быть в пределах 10-20 Вт на погонный метр. Однако возможно использование и самодельного греющего кабеля из обычного провода. Один из читателей этого сайта провел весьма успешные эксперименты с его использованием (см статью ). Хотелось бы отметить, что подобный греющий кабель является низковольтным (в отличие от фирменных), а значит безопасным и его можно применить не только снаружи, но и внутри трубы. Т.е. устроить прогрев уже имеющихся водопроводов без из раскопки. Самое промерзаемое место в водопроводе – это обычно место ввода его в дом. Поэтому несколько метров кабеля, вставленные в трубу водопровода, возможно могут снять эту проблему.
Вариант с обогревом трубы воздухом.
Тут хотелось бы немного отвлечься в сторону устройства водопроводов вообще. Напомню, что земля зимой начинает промерзать сверху вниз… Т.е. снизу постоянно идет тепло (+5 градусов), а сверху – холод. Распространение тепла зимой происходит снизу вверх. При устройстве водопровода обычно стремятся утеплить трубу. Причем со всех сторон, надевая на нее трубообразную термоизоляцию. Тем самым теплоизолируя ее не только от холода сверху, но и от тепла снизу. А ведь за счет этого тепла «снизу» она могла бы и обогреваться. Поэтому правильное устройство водопровода должно очевидно выглядеть так:
В этом случае, мы как бы создаем зонтик от холода сверху. В тоже время, тепло снизу проходит к трубе беспрепятственно и обогревает ее.
Другим важным моментом является не просто прокладка водопроводной трубы, а укладка трубы в трубе. Полипропиленовые трубы для канализации 110 м стоят недорого, и протягивание водопроводной трубы через них открывает весьма заманчивые перспективы.
Во-первых, мы получаем возможность быстрого протягивания аварийного шланга по этому коллектору в случае каких то непредвиденных обстоятельств. Для этого достаточно проложить в трубе проволоку или тросик. Или замены водопроводной трубы без раскопок.
Во-вторых, появляется возможность гарантированного обогрева трубы при любых обстоятельствах. Ведь кабели тоже иногда могут испортиться, перегореть или «коротнуть». Тут же достаточно начать нагнетать теплый воздух в трубу коллектора и можно оттаять замерзший водопровод.
В третьих, появляется возможность устроить обогрев водопровода за счет тепла земли. Если у вас есть подвал или погреб, куда входит водопровод, то там наверняка всегда положительная температура. Если на другом конце трубопровода установить вытяжную трубу и оснастить ее высасывающим дефлектором (например типа Вольперта – Григоровича), то теплый воздух неспешно, но постоянно будет вытягиваться из подвала в коллектор трубопровода и обогревать его. Таким образом мы получим и бесплатный и очень надежный обогрев водопровода, и вентиляцию подвала. Затраты на устройство подобного коллектора весьма не значительны.
Замерзание водопроводных труб зимой - настоящая катастрофа для отдельно взятого домостроения. Мало того, что нарушается водоснабжение всего жилища, что совсем не соответствует представлениям о комфортных условиях жизни, так еще потребуется приложить серьезные усилия, как физические, так и финансовые, для восстановления системы.
Проблему замерзания воды в трубах проще предотвратить, чем устранить. Чтобы не допустить возникновения нештатной ситуации, нужно просто обеспечить своевременное утепление водопровода, которое не потребует усилий глобального масштаба.
Обычно участок водопроводной системы, проходящий по улице, ведется по дну траншеи. Если ее глубина недостаточна, то зимой, превратившаяся в лед, вода с легкостью разрывает трубы. Такие же последствия могут произойти в неотапливаемых помещениях, где высока вероятность промерзания. Не допустить подобных ситуаций можно, если качественно утеплить потенциально опасные с точки зрения замерзания, участки водопровода. Главное, правильно выбрать способ утепления и наиболее подходящие для этих целей материалы.
Основные проблемные места водопроводной системы
Индивидуальный водопровод имеет две уязвимые точки: на входе магистральной трубы в дом и на выходе ее из колодца или скважины. Если работы по проведению системы водоснабжения находятся на стадии планирования, то есть все шансы предотвратить возможные ошибки. Здесь важно учесть, что глубина траншеи должна превышать глубину промерзания грунта, т. е. труба, идущая от колодца, прокладывается на 1,7-1,8 метра от поверхности земли. При этом она должна быть укутана слоем утеплителя, а в качестве оболочки можно использовать канализационную трубу 100-110 мм в диаметре. В последнюю и помещается водопроводная труба с утеплителем.
При обнаружении какого-либо просчета в уже проведенном водопроводе, необходимо заняться его исправлением. Если заглубление магистрали недостаточно, то лучше постараться опустить трубу ниже. Когда сделать это не удается, потребуется дополнительное утепление. При том, что труба находится на нужной глубине, но отсутствует утеплитель, можно воспользоваться следующим способом. Разрезав по длине отрезок канализационной трубы, в котором заранее сделана пара отверстий, его помещают на утепляемый участок водопровода. Затем через отверстия пространство заполняют монтажной пеной. Такой вариант решения проблемы не дает 100% гарантии, но улучшить ситуацию может существенно. Стоит заметить, что наиболее подвержены промерзанию угловые соединения водопровода.
Какими свойствами должен обладать утеплитель
Бесперебойное водоснабжение, вне зависимости от времени года, во многом зависит от правильного выбора утеплителя. Чтобы успешно противостоять воздействию неблагоприятных факторов (мороз, осадки), качественный и надежный материал должен соответствовать следующим эксплуатационно-техническим требованиям:
- низкое водопоглощение: материал, пропускающий, и, более того, впитывающий влагу, не может обеспечить защиту труб от промерзания;
- прочность;
- простота монтажа;
- долговечность;
- низкая теплопроводность;
- доступная цена;
- высокий коэффициент теплосбережения.
С помощью современных материалов и технологий вполне реально самостоятельно защитить трубы от промерзания. Рассмотрим наиболее распространенные и удобные утеплители для водопроводных труб.
- Минеральная вата. Применение этого материала предусматривает дополнительную защиту, которая чаще всего делается из рубероида. Утеплитель накрывают заранее нарезанными полосами рубероида или фольгой, и закрепляют пластиковыми стяжками, проволокой или шпагатом. Наиболее удобен вариант использования минеральной ваты на фольгированной основе, защищающей утеплитель от увлажнения, а, значит, от потери теплоизоляционных свойств. Также может быть использована минеральная вата с односторонним покрытием крафт-бумагой. Такой материал обойдется несколько дороже, но и качество теплоизоляции будет значительно выше.
- Стекловата. Рулонный утеплитель, отвечающий всем перечисленным выше требованиям. Удобная форма позволяет применять его для теплоизоляции фитингов, отводов труб, кранов. Плюс ко всему - невысокая стоимость. Может иметь фольгированное покрытие.
- Пенополиуретан. Используется в виде утеплителя, состоящего из двух полуцилиндров, именуемых «скорлупами». Данная скорлупа представлена полуцилиндрами метровой длины, которые могут иметь различную толщину и диаметр. В отличие от минераловатных теплоизоляторов, мелкоячеистая структура пенополиуретана практически исключает водопоглощение. Простой монтаж, а также допустимость повторного использования такой скорлупы выгодно отличают этот утеплитель.
- Теплоизоляционные базальтовые скорлупы, состоящие из базальтового микрокристаллического волокна, представляют собой цилиндры, имеющие различные параметры. При утеплении колен водопровода применяют либо готовые элементы, либо отрезают часть цилиндра необходимого размера. Бывает с покрытием из алюминиевой фольги или без него. Изоляционный слой толщиной от 30 до 100 мм, внутренний диаметр 18-525 мм, длина - 1 метр.
- Разъемный кожух-скорлупа из пенопласта - еще один распространенный, простой и эффективный способ теплоизоляции водопроводных труб. Материал водостойкий, обладающий низкой теплопроводностью, но при этом довольно хрупкий. С учетом того, что трубы после укладки обычно не подвергаются механическим воздействиям, такой утеплитель может прослужить достаточно долгое время.
- Вспененный полиэтилен часто используют для изоляции труб, в особенности в бытовых условиях. Выпускается в виде пластин, труб и рулонов. На еще не проложенные коммуникации материал надевается, как рукав, что не представляет никаких трудностей. Если трубы уже установлены, то утеплитель нужно разрезать вдоль по шву-заготовке, затем шов заклеивают при помощи скотча. Стыки теплоизоляции между собой также нужно склеивать. Для труб большого диаметра используют рулонный вариант вспененного полиэтилена. Его просто наматывают на трубу, стыки также проклеивают скотчем. Дополнительная защита после монтажа такому теплоизолятору не требуется. Материал устойчив к влаге, выдерживает большой диапазон температур, а низкая теплопроводность способствует существенному снижению затрат энергии на отопление.
Кроме перечисленных материалов, для изоляции труб могут применяться: пеноизол, пенолин, теплоизоляционная краска и др.
Как проводятся работы по утеплению
Как мы видим, теплоизоляция для труб в основном производится либо в виде «скорлупы», либо в форме цилиндра. Прокладывая новый водопровод, используют последние, а утепляя существующий, применяют скорлупы. Выполнение этого вида работ не требует каких-либо особых умений и навыков. На трубы цилиндры одевают непосредственно перед монтажом. При использовании скорлуп их половинки поочередно надевают на трубу, не забывая смещать детали относительно друг друга на 10-15 см. При этом утеплитель «прихватывают» скотчем.
Отводы труб утепляют специально подобранными или нарезанными из скорлупы элементами. Полное закрепление материала на трубе осуществляется способом склеивания и при помощи крепежных хомутов. Также, после склеивания используют метод наложения на скорлупы стеклоткани или стеклопластика с перехлестом (с внешней стороны), с наложением клеевого состава.
Защита водопровода от промерзания с помощью греющего кабеля
Теплоизоляция труб водоснабжения с помощью греющего кабеля - еще один эффективный способ предотвратить замерзание воды в системе. Так можно утеплить и металлические, и пластиковые трубы. Для последних важно грамотно выбрать рабочую температуру кабеля. К тому же пластиковая труба должна быть предварительно обернута алюминиевой фольгой. Это позволяет более равномерно распределять тепло.
При использовании электрического греющего кабеля не имеют решающего значения глубина прокладки труб и глубина промерзания грунта. Достаточно будет траншеи глубиной полметра. Его можно проложить вдоль трубы по прямой линии или провести внутри, а можно обвить спиралью снаружи.
В наши дни имеется возможность приобретения готовых комплектов водопроводных труб с установленным греющим кабелем или без него, но с наличием на трубах кабель-каналов, предназначенных для укладки купленного отдельно кабеля. Саморегулирующийся нагревательный кабель, являющийся основой системы, в зависимости от температурных колебаний, может менять погонную мощность. Таким образом, участки, где температура ниже, обогреваются лучше. Встроенный термостат запускает систему при температуре менее +3°С и отключает при нагреве до +13°С. Возможность перегрева при этом исключена, т. к. поддерживается постоянная температура поверхности кабеля. К трубе кабель крепится любой термостойкой лентой.
Данный вид утепления водопровода выполняют обычно на участке от источника водозабора до ввода в жилище в грунте, на самом вводе и, как правило, не оставляют без обогрева неотапливаемые помещения.
Минусами этого способа можно считать дополнительные траты на электроэнергию и абсолютную зависимость от возможных перебоев в энергоснабжении, что не редкость в сельской местности. Тревожиться не о чем тому, кто обеспечен автономным источником питания. В этом случае проблем не возникает.
Здесь изложены далеко не все способы утепления водопроводных труб. Но очевиден тот факт, что теплоизоляция системы водоснабжения в загородном доме - мероприятие необходимое. Спасать трубы от промерзания лучше качественными материалами, здесь не стоит экономить. Разрыв трубы зимой и ее последующий ремонт будут стоить куда дороже. Чем раньше задача будет решена, тем дешевле обойдется это домовладельцу.
Водопровод из колодца или скважины может быть зимнего заложения или летнего.
Зимний водопровод от колодца или скважины дает возможность пользоватьсяводой в мороз. Труба с водой закладывается на глубине 1.80 м. Этотпараметр регламентирован СНИПом московской области, и соответствуетмаксимальной глубине промерзания грунта 1.70 м в зимние месяцы.
Вертикальная часть водопровода от горизонтального заложения
до точкиводоразбора
может быть выполнена разными способами с использованиемсаморегулируемого
кабеля. Принцип его работы заключается в физическихсвойствах
пластиковой массы проводника, заключенного между нулевой итокопроводящей
жилой. В результате любого местного охлаждения такогопроводника
увеличивается его сопротивление и как следствие происходитместный
нагрев провода. Это позволяет экономить электричество, ненагревая
весь провод, а лишь необходимые его участки. Провод
подбираетсяпо
тепловой мощности на погонный метр, а потребление
электроэнергиисоставляет
в среднем 20 Вт на погонный метр.
Рассмотрим варианты исполнения:
1.
Труба ПНД иностранного производства, например Касафлекс или
отечественногоИзопрофлекс
с саморегулируемым кабелем, слоем вспененного утеплителя изащитным
слоем от механических повреждений. Стоимость погонного метратакой
трубы велика, необходимы заделки для подключения
саморегулируемогокабеля
к обычному проводу и оконцовки для заглушки открытой части
трубы.
Для бытового применения таких труб это основная проблема.
Так как вдомашних условиях выполнить хорошую заделку без специального
инструментаи
навыков практически невозможно. Основа саморегулируемого
кабеля быстроокисляется
при доступе кислорода и воды и кабель перестает работать,труба
замерзает.
2.
Использование готового финского кабеля ENSTO,
предназначенного
для установки внутри трубы с специальной обжимноймуфтой,
предотвращающей протечку воды между кабелем и трубой.
Конечнаячасть
такого кабеля имеет уже заводскую заделку, а начальная
заводскойпереход
на обычный провод. Данный вариант исполнения имеет ряд своихнедостатков,
а именно: заужение внутреннего диаметра трубы введеннымвнутрь
трубы кабелем, концевой фитинг с обязательным отводом на от
трубына 90
градусов, резиновое уплотнение в отводе, нахождение провода
сэлектричеством
в воде под давлением. И хотя протечка практическиисключена,
никто не гарантирует 100-процентное отсутствие брака напроизводстве.
В итоге, такая система годится только для уже готовыхтрубопроводов,
проложить кабель вдоль которых снаружи невозможно.
3. Вариант который используем мы - это прокладка Корейского, изготовленного под ваш размер саморегулируемого кабеля с выполнением заделок специальными муфтами, снаружи ПНД-трубы 32-40 мм, закреплением его концов и несущей части армированной лентой, с обмоткой трубы с кабелем фольгой и помещением в два слоя утеплителя. Тем самым, исключается человеческийфактор начальных и концевых заделок саморегулируемого кабеля,исключается риск протечки воды и получения удара электрическим током,уменьшается цена погонного метра незамерзающей трубы, вы получаетеабсолютно рабочий, проверенный, ремонтопригодный теплый ввод воды в дом.
При отключении электричества и отсутствии движения
воды в трубе, а такжетепла
в цоколе, под фундаментом или в подвальном помещении, и
одновременном высоком уровне грунтовых вод любой
типтрубы может
замерзнуть, так как отсутствует источник тепла,преодолевающий
сопротивление холода снаружи.
В основу работы водопровода положен принцип «сухих труб», заключающийся в том, что при неработающем насосе подводящие трубы от поверхности воды в колодце до точки подсоединения обратного клапана, который находится внутри помещения (рис. 2, точка А), всегда находятся без воды, то есть они «сухие».
Рассмотрим водопровод, изображённый на схеме (рис. 2). Вода из колодца 1 подается насосом 3 через гибкий шланг 2, трубу 4, обратный клапан 5 в гидроаккумулятор 12 и от него -к потребителям (на рисунке это кран мойки 11). Кроме этого, вода стремится заполнить рессивер 7, который подключён на входе обратного клапана. Схема контроля давления воды в водопроводе и управления насосом состоит из манометра 9 и реле давления 10. При первом включении насоса вода, двигаясь по трубам, сжимает воздух, находящийся в трубах. Этот воздух стремится поступить в рессивер и гидроаккумулятор. В полости гидроаккумулятора предварительно создано такое воздушное давление, которое препятствует заполнению гидроаккумулятора поступающими из трубы воздухом, а затем и водой, до заполнения воздухом рессивера. После заполнения рессивера воздухом в него начинает поступать вода, сжимающая находящийся в нём воздух, а также начинается поступление воздуха и воды в гидроаккумулятор.
При достижении требуемого давления в гидроаккумуляторе, которое определяется необходимым запасом воды в нём, реле давления отключит насос. Как только насос отключится, сжатый воздух из рессивера вытолкнет воду из труб в колодец. При этом вода и воздух за обратным клапаном останутся в гидроаккумуляторе и трубах. После нескольких разборов воды воздух из гидроаккумулятора стравится в атмосферу. При последующих включениях насоса работа водопровода до точки А останется такой же, как было описано выше, а после точки А в гидроаккумулятор будет закачиваться только вода (без воздуха). Кран 6 служит для слива воды из системы, минуя обратный клапан. При этом необходимо открыть краны всех потребителей. При длительной эксплуатации водопровода количество воздуха в магистрали до точки А может уменьшиться за счёт поглощения его водой, что приведёт к неполному выталкиванию воды из труб. Поэтому периодически, примерно раз в четыре-пять дней необходимо открывать кран 8 при неработающем насосе для полного удаления воды из рессивера. Чтобы насос при этом не включился, желательно рядом с краном 8 расположить дополнительный выключатель электропитания насоса.
1 – ствол колодца; 2 – внутренний утеплитель; 3 – внешний утеплитель; 4 – входной фланец; 5 – приямок; 6 – защитная труба; 7 – стена дома; 8 – сезонно отапливаемое помещение
1 - колодец; 2 – гибкий шланг; 3 – погружной центробежный насос без обратного клапана; 4 – труба; 5 – обратный клапан; 6-кран; 7-ресивер; 8 – кран; 9 – манометр; 10 – датчик давления; 11 – кран холодной воды потребителя; 12 – гидроаккумулятор; 13 – электрокабель насоса
1 – штуцер металлический из латуни или бронзы под шланг диаметром 0,5″; 2 – полипропиленовый уголок 0,5″; 3 – полипропиленовая труба 0,5″; 4 – дюритовый шланг 0,5″; 5 – ствол колодца (бетон); 6 – прокладка (силиконовый герметик); 7 – фланец (сталь3); 8 – уплотнитель (силиконовый герметик); 9 – цанговая муфта для полиэтиленовых труб диаметром 0,5″; 10 – стальная труба 0,5″
Рассмотрим работу водопровода на конкретном примере (рис. 2): расстояние от дома до колодца – 10 метров; максимальное расстояние от точки подсоединения гибкого шланга к трубе до поверхности воды – 3 метра; подводящие к дому трубы и шланг имеют внутренний диаметр – 16 мм. Определим минимальный объём рессивера \/ Pмин. Максимальный объём воздуха в шланге и трубах до обратного клапана \/в определяется по известной формуле:
V в = (πD2/4)L,(1),
где D – внутренний диаметр шланга и трубы, L – расстояние от поверхности воды до обратного клапана (10+3)х102 (см – для удобства расчётов).
Таким образом,
V в =0,8×1,62x13x102см 3 ≈2,6х103 (см 3 , или примерно 2,6 литра). Следовательно, объём рессивера должен быть более 2,6 литра. В качестве рессивера использованы два последовательно соединённых корпуса от фильтров «Аквафор» (или можно «Гейзер») без картриджей. В этом случае объём рессивера равен примерно трём литрам.
Определим минимальную величину предварительно создаваемого давления в гидроаккумуляторе Р Амин.
Как отмечалось ранее, это давление должно быть больше минимального давления в рессивере Р Pмин, созданного при полном вытеснении воздуха из шланга и труб, т.е.:
Р Амин ≥ Р Рмин (2).
Известно, что произведение давления газа на его объём в замкнутом пространстве есть величина постоянная, т.е.
Из этого следует:
5,6×1 =3хР Рмин,
где: 5,6 л (3+2,6) – общий объём воздуха в ресивере и в трубах до сжатия, 3 л – объём сжатого воздуха в ресивере без воды.
Таким образом, Р Рмин ≈1,6 атм. Учитывая (2), примем Р Pмин ≈ 1,8 атм.
3. Определим номинальное давление в гидроаккумуляторе P Аном.
Р Аном – это такое давление, при котором в гидроаккумулятор закачен необходимый объём воды (например, 2 литра). Используем промышленный гидроаккумулятор, объёмом V A = 8 литров. Из формулы (3) следует:
Р Pмин х8= Р Амин х6,
где 6 – объём воздуха в гидроаккумуляторе после закачки в него двух литров воды. Таким образом, Р Аном ≈ 2,4 атм., принимаем Р Аном ≈ 2,6 атм. Итак, рассчитав значения Р Амин и Р Аном, мы определили величины пороговых значений срабатывания датчика давления. Давление, при котором произойдёт отключение насоса, должно быть 2,6 атм, а для включения насоса – 1,8 атм. Следовательно, гистерезис настройки давления составляет величину Δ = 0,8 атм. Настройки датчика давления выполняются по заводской инструкции на него, при этом контроль осуществляется по манометру 9 (рис. 2). Из приведённых расчётов следует, что в этом водопроводе нужно использовать насос, способный создать давление воды более чем 2,6 атм. Такими насосами могут быть, например, «Водолей» или «Ручеёк», способные поднять воду на высоту 30 метров и выше. При большем расстоянии от колодца до дома и большем диаметре подводящих труб (в отличие от рассмотренных) очевидно, что объём воздуха в трубах увеличится, следовательно, необходимо увеличить и объём рессивера.
Далее рассмотрим некоторые особенности конструкции моего водопровода. Для предотвращения замерзания верхнего слоя воды в колодце, а значит и образования ледяной пробки в шланге, ствол колодца утеплён от поверхности земли до оголовка двумя слоями вспененного полиэтилена толщиной 8 мм (рис. 1). Верхняя часть оголовка накрыта пенопластом толщиной 50 мм. Ввод труб в дом и другие элементы конструкции изображены на рис. 3.
1 – труба от насоса; 2 – обратный клапан; 3 – кран для слива воды из системы в обход обратного клапана; 4 – манометр; 5 – рессивер; 6 – кран для полного удаления воды из труб; 7 – труба на вход гидроаккумулятора.
1 – ниппель для создания избыточного давления; 2 – гидроаккумулятор; 3 – регулировка разности давлений отключения и включения насоса (гистерезис); 4 – регулятор величины давления, при которой отключается насос; 5 – труба обратного клапана
Ориентировочные размеры фланца приведены на рис. 3. Уголок для шланга изготовлен следующим способом: штуцер 1 нагревался до температуры ≈ 150°С, после чего резьбовой частью вплавлялся в уголок 2. Полипропиленовые детали соединены пайкой. Трубы от колодца до ввода в отапливаемое помещение дома утеплены стандартными вспененными трубчатыми утеплителями и помещены в канализационные трубы из полиэтилена диаметром 110 мм. Кроме того, для удобства монтажа, фланец размещён в приямке, выложенном кирпичом и закрытом деревянной крышкой. Разводка водопровода в доме выполнена также полипропиленовыми трубами диаметром 0,5″. Краны 6 и 8 – шаровые.
При монтаже в доме различных потребителей использованы гибкие подводки. При этом особое внимание было уделено недопущению образования так называемых «сифонов», препятствующих гарантированному сливу воды из подводок при отключении водопровода.
Для подстраховки на случай непредвиденного замерзания подводящих труб мною использован саморегулирующийся греющий кабель от тёплого пола мощностью 150 Вт. Кабель крепится к трубам внутри теплоизоляции алюминиевым скотчем и может быть включён при возникновении аварийной ситуации вручную. Однако, за полтора года эксплуатации такой необходимости не возникало.
В. ИВАНОВ
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.
