Говорячи про водопроводі, ми маємо на увазі те, що у нас є водопровідний вентиль і коли ми його відвертаємо у нас з нього ллється вода. Причому, зауважте, сучасний водопровід повинен відповідати деяким вимогам. Так, вода повинна литися рівно, вона не повинна шуміти в трубах, не повинна містити повітря і сторонніх включень, здатних зламати наші сучасні керамічні вентилі та інші прилади. Вода повинна знаходитися в трубах під певним тиском. Мінімум цього тиску становить 1,5 атмосфери. Це мінімум, який дозволяє працювати сучасним пральних і посудомийних машин. Крім того, води повинно бути достатньо. Тобто, нас хвилює не тільки тиск, а й витрата води. Образно кажучи, нам потрібно щоб ми могли митися, поки друга половина миє посуд або навпаки. Найприємніше, що сучасні насосні станції дозволяють спроектувати ці характеристики водопроводу перед його створенням і в кінцевому підсумку створити водопровід з такими характеристиками, які нам потрібні.
З давніх часів для створення водопроводу використовувалися водонапірні башти. Така вежа зберігає воду на певній висоті і ця вода з неї ллється по трубах вже під тиском, використовуючи принцип сполучених посудин. Нам з вами інтуїтивно зрозуміло, що тиск тим більше, чим більше різниця висот між поверхнею води і тим місцем, де ми цей тиск міряємо. Так, наприклад, якщо водонапірна вежа має висоту 15 метрів (це висота п'ятиповерхового будинку) і заповнена повністю, то на поверхні води ми отримаємо тиск 1,5 атмосфер, а на другому поверсі нашого будинку всього 1 атмосферу і так далі. Не важко порахувати, що для отримання тиску в 4 атмосфери, а саме такий тиск нам потрібно, наприклад, для поливу городу з використанням сучасних імпульсних дощовиків нам потрібно побудувати водонапірну вежу висотою 40 метрів, що приблизно дорівнює по висоті будинку в 13 поверхів. Зауважте, що для досягнення тиску абсолютно все одно, який бак стоїть на вершині нашої труби в 40 метрів. Там може бути бак розміром в одну, або дві, або п'ять тонн, а тиск у всіх випадках буде рівно 4 атмосфери. Так ось. Перший висновок, який слід зробити починаючому водопровідникові. Тиск може бути зазначено як в атмосферах, так і в метрах. Якщо ваш занурювальний насос піднімає воду на 30 метрів, то це означає, що він розвиває тиск води на виході рівно 3 атмосфери. Якщо у вас свердловина глибиною 10 метрів, то значить тиск води на поверхні землі буде 2 атмосфери, або ще 20 метрів підйому.
Розберемося тепер з витратою води. Він вимірюється в літрах на годину. З цього легко отримати літри в хвилину. Так 6 000 літрів на годину становить 100 літрів в хвилину або в 60 разів менше. Зауважте, що витрата води і тиск залежать. Чим більше тиск тим більше швидкість води і, отже, більше її витрата. У разі нашого насосу чим глибше він занурений в свердловину, тим менше витрата води на поверхні. Графік, який пов'язує ці величини, зазвичай наводиться в інструкції до насоса.
З витратою води і тиском пов'язано ще багато всяких тонкощів. Так, наприклад, чим вище тиск і витрата води, тим вище швидкість води в трубах і тим гучніше вона по цих трубах тече. Труби взагалі є досить об'ємною темою. Поговоримо про них пізніше.
Повернемося до нашої основної теми. Для створення тиску можна влаштувати у себе вдома маленьку водонапірну вежу, а саме, розташувати якийсь бак на горищі. Порахуйте самі, яке ви отримаєте при цьому тиск. Зауважте, воно не збільшиться, якщо ви затягнути до себе на горище залізничну цистерну на 64 тонни води. Варіант неприйнятним, якщо ви хочете отримати водопровід з мінімальними потрібними характеристиками, і я про це вже писав. Що ж робити?
Можна зробити так, потрібна нам вода - включили насос, не потрібна - вимкнули. Добре, але є один нюанс. Насос включається різко, в наслідок чого відбувається так званий гідравлічний удар, який може здорово пошкодити нам всю систему водогону, включаючи всю нашу сантехніку і сам насос. Для того, щоб удару не було і був придуманий мембранний бак, або так званий аквааккумулятор.
Ось що він із себе представляє.
Цифрами я позначив наступне
- Корпус бака. Найчастіше буває синім (холодна вода), але буває і червоним, не обов'язково для гарячої води.
- Внутрішній бак, зроблений з харчової гуми.
- Ніпель. Точно як в автомобільній шині.
- Фітинг для під'єднання до водопроводу. Найчастіше дюймовий.
- Повітряний простір. Повітря під тиском.
- Вода, яка знаходиться всередині гумового бака.
- До споживачів води.
- Подача води від насоса.
Як це працює
Зліва в бак закачується повітря, справа в бак надходить вода. Інтуїтивно зрозуміло, що тиск повітря зліва згладжує гідравлічний удар справа. От і все.
Погодьтеся, що для згладжування гідравлічних ударів нам потрібен дуже маленький бак. Однак, на практиці господарі вважають за краще використовувати баки ємністю від 50 до 200 і вище літрів. Навіщо це потрібно? Справа в тому, що цей бак не дарма називається аквааккумулятором. Він здатний зберігати, акумулювати в собі деяку кількість води. При цьому ми, крім зберігання певного запасу води під тиском ще і бережемо асинхронний двигун нашого насоса, яким протипоказаний режим занадто частого включення-виключення. Таким чином, насосна станція не працює постійно. Насос включається по досягненню тиску включення, наприклад 3 атмосфер і працює до досягнення в водопроводі тиску вимикання, наприклад, 4 атмосфер. При цьому в аквааккумуляторе накопичується певна кількість води. Ця кількість води витрачається вже після виключення насоса. Це дуже корисна функція. У мене, наприклад, загальний літраж аквааккумуляторов становить 85 літрів. Був випадок, коли я мився в душі, і тільки коли витерся дізнався, що вимкнулося електрику. Тобто мені вистачило води, яка зібралася в баку.
Бак на 60 літрів не може містити в собі 60 літрів води. Адже там є ще й повітря. Для того, щоб найбільш ефективно використовувати аквааккумулятор, тиск включення повинно бути вдвічі менше тиску вимикання. У цьому випадку все одно в баку буде накопичуватися води не більше половини корисного об'єму бака. Тобто, якщо тиск включення дорівнює 2-м атмосферам, а вимикання 4-м атмосферам, то в баку на 60 літрів буде реально накопичуватися приблизно 25 літрів води. При цьому тиск повітря в баку має становити 1,8 атмосфер.
Нічого не заважає підключати баки послідовно один одному в будь-якій кількості. У мене, наприклад два бака. Один на 25 літрів, я купив його, коли не працював і посилено економив, а потім докупив до нього другий, на 60 літрів.
Баки практично не потребують обслуговування. Їх потрібно десь раз на рік підкачувати звичайним автомобільним насосом.
Погодьтеся, що для підтримки постійного тиску в системі водопостачання насос повинен автоматично, при падінні тиску включатися, і при досягненні потрібного тиску відключатися. Цю функцію в насосній станції виконує спеціальне реле. Реле вкручується в водяну трубу на ділянці від насоса до аквааккумулятора (хоча насправді, не дуже важливо, на якій ділянці труби воно підключається) і дозволяє включати і вимикати насос по досягненню певного тиску. Точніше, окремо регулюється тиск включення і тиск вимикання насоса. Чим ближче реле приєднано до вихідній трубі насоса, тим точніше воно буде реагувати на тиск.
Посилання по темі:
гідроакумулятор
насос
пристрій захисту від сухого ходу
гідрофор (водонапірна установка)
бачок для запобігання гідроударів
Що ж робити?Навіщо це потрібно?