Nguyên lý hoạt động và thiết kế của một trạm bơm cấp nước điển hình

Tin tôi đi, một ngôi nhà riêng có thể được trang bị tiện nghi cao đến mức việc sống trong đó sẽ trở nên thuận tiện hơn nhiều so với một căn hộ ở thành phố.Trong mọi trường hợp, nguồn cung cấp nước có thể được sử dụng mà không kém phần tiện lợi. Tương tự như vậy, để lấy nước bạn chỉ cần mở vòi, điều này chưa tương thích lắm với cơ sở hạ tầng ngoại thành, bạn có đồng ý không?

Nhưng đây hoàn toàn không phải là một giấc mơ “màu hồng”. Để thực hiện ý tưởng, việc đưa một trạm bơm vào sơ đồ cấp nước là đủ. Cô ấy sẽ làm rất nhiều công việc nặng nhọc về thể chất cho chủ nhân của mình. Đúng vậy, để kết nối và vận hành nó đúng cách, bạn cần phải biết rõ về thiết kế của thiết bị.

Chúng tôi cung cấp cho bạn thông tin có giá trị về các chi tiết cụ thể của việc sử dụng công nghệ này. Bài viết của chúng tôi sẽ giúp bạn hiểu rõ nguyên lý hoạt động của trạm bơm và giới thiệu cho bạn các quy tắc lắp đặt. Thông tin chúng tôi cung cấp được bổ sung bằng sơ đồ, bộ sưu tập ảnh và video hướng dẫn cực kỳ rõ ràng.

Thiết kế trạm cấp nước

Dành cho tổ chức cấp nước trong nhà riêng các cửa hàng cung cấp các trạm bơm dưới dạng một bộ phận nhỏ gọn bao gồm bể thủy lực, bộ phận tự động hóa và máy bơm điện. Cũng có thể lắp ráp hệ thống cấp nước tương tự từ các bộ phận và thiết bị riêng lẻ.

Cả hai lựa chọn đều được chấp nhận, nhưng tốt hơn hết bạn nên chọn bộ sản phẩm làm sẵn có bảo hành của nhà sản xuất. Điều này sẽ rẻ hơn và thiết thực hơn cho việc bảo trì trong tương lai.

Các thành phần vận hành chính

Thiết kế của trạm bơm cấp nước lắp ráp tại nhà máy khác với máy bơm bề mặt khi có hệ thống kiểm soát áp suất.

Thành phần bao gồm các thành phần chức năng sau:

1. Bơm điện bề mặt.
2. Ắc quy thủy lực có núm vú và bầu cao su bên trong.
3. Máy đo áp suất.
4. Công tắc áp suất.
5. Các phụ kiện kết nối.

Để hút nước, một ống hút có van một chiều và bộ lọc được nối với nó. Và một đường dây được kết nối với đầu ra của hệ thống lắp đặt, vận chuyển chất lỏng được bơm đến các điểm tiêu thụ. Hơn nữa, nếu trạm có bộ lọc và van tích hợp thì không cần bổ sung thêm ống hút.

Trạm bơm là một bộ thiết bị bao gồm bình thủy lực, công tắc áp suất, đồng hồ đo áp suất và bơm điện bề mặt trực tiếp. Nếu có khả năng thiết bị hoạt động ở trạng thái "chạy khô", nên mua máy bơm tự động được trang bị bộ điều khiển lưu lượng và bộ tự động hóa (+)

Một bể màng thủy lực, kết hợp với máy bơm ly tâm, có khả năng duy trì áp suất 1,5 atm trong nguồn cấp nước của ngôi nhà. Điều này là khá đủ để tất cả các thiết bị gia dụng được lắp đặt trong nhà riêng hoạt động ổn định. Hơn nữa, hầu hết các mô hình ắc quy thủy lực được thiết kế cho áp suất tối đa có thể là 4,5 atm, quá đủ ngay cả đối với một ngôi nhà nhỏ hai hoặc ba tầng.

Trạm tự động nhỏ gọn và không yêu cầu đổ bê tông nặng khu vực bên dưới thiết bị. Yếu tố lớn nhất của nó là bể chứa nước. Tuy nhiên, việc lắp đặt nó đòi hỏi phải có phòng riêng do tiếng ồn phát sinh trong quá trình vận hành. Thông thường, toàn bộ quá trình lắp đặt được lắp đặt ở tầng trệt hoặc tầng hầm, nơi thuận tiện nhất cho việc vận hành và bảo trì.

Dung tích bình tích thủy lực càng lớn thì động cơ máy bơm càng ít phải bật và càng ít bị mài mòn (+)

Một giải pháp hơi tốn kém nhưng khá hợp lý để đặt thiết bị có thể là một caisson, trong đó có thể đặt cả toàn bộ tổ hợp thiết bị và máy bơm tự động không có bình thủy lực lắp trong nhà. Tùy chọn ngân sách để đặt nhà ga tại dacha liên quan đến việc xây dựng một gian hàng riêng biệt để bảo vệ thiết bị khỏi tác động tiêu cực của khí quyển.

Hoạt động và tính năng của bộ điều khiển

Nhiệm vụ của tự động hóa điều khiển trạm bơm là theo dõi áp suất trong hệ thống và bật/tắt động cơ bơm thủy lực khi cần thiết. Để thực hiện việc này, bộ điều khiển bật đồng hồ đo áp suất và tiếp sức. Cái đầu tiên điều khiển áp suất hiện tại và cái thứ hai điều khiển máy bơm.

Các yếu tố chính của rơle là hai lò xo. Cái lớn được cấu hình để đóng mạch ở áp suất thấp nhất trong bể màng, khi có ít nước trong đó. Và cái nhỏ hơn điều khiển áp suất tối đa, mở mạch khi đạt đến cái cuối cùng.

Ví dụ: công tắc áp suất sẽ tự động khởi động máy bơm trạm khi áp suất giảm xuống 1,4 bar và tắt khi đạt đến giá trị tối đa do nhà sản xuất chỉ định. Không nên thay đổi cài đặt gốc của rơle, vì chúng được thiết kế cho khả năng của van ngắt

Khi mua một trạm bơm để vận hành theo mạch có khả năng vận hành ngắn hạn mà không cần nước, bạn cần chú ý đến sự hiện diện của thiết bị điều khiển dòng chảy.

Nó được thiết kế để bảo vệ động cơ khỏi quá nóng trong trường hợp thiếu nước trong đường nạp nước. Trong các đơn vị như vậy, bộ điều khiển không tập trung vào các giá trị áp suất tối đa mà vào việc giảm lưu lượng.

Bằng cách nào thành thạo chọn trạm bơm Để sắp xếp một ngôi nhà mùa hè, bài viết đề xuất của chúng tôi sẽ giúp bạn tìm ra điều đó. Ngoài những khuyến nghị có giá trị cho người mua thiết bị, nó còn đưa ra đánh giá về các ưu đãi tốt nhất trên thị trường nội địa.

Tương tác của máy bơm với bộ tích lũy thủy lực

Dung tích của bể màng được chọn có tính đến lượng nước tiêu thụ. Tùy chọn 25–40 lít sẽ là đủ cho một cặp vợ chồng, nhưng đối với một gia đình nhiều người, bạn sẽ phải chọn thiết bị từ 100 lít.

Khuyến cáo chỉ nên mua bình chứa dưới 15 lít để sử dụng theo mùa trong nước. Do việc bơm nước liên tục nên màng trong chúng bị mòn nhanh chóng.

Ở trạng thái ban đầu, không khí được bơm vào bể thủy lực thông qua một núm vú (van khí), tạo ra áp suất 1,5 atm.Trong quá trình vận hành, nước được bơm vào màng dưới áp suất, nén không khí “dự trữ”. Khi mở vòi, khí nén đẩy nước ra ngoài

Người ta tin rằng công suất càng lớn thì tuổi thọ của thiết bị bơm càng lâu vì số chu kỳ bật/tắt sẽ giảm đi. Tuy nhiên, một bình chứa dung tích lớn có giá thành rất cao.

Theo quy định, bể thủy lực được lựa chọn trên cơ sở tính toán dựa trên các giá trị áp suất đóng cắt do nhà sản xuất chỉ định và lưu lượng nước thực tế khi các điểm lấy nước được bật cùng lúc.

Lượng chất lỏng dự trữ trong bể thủy lực thường chiếm khoảng một phần ba tổng thể tích của bể. Tất cả không gian còn lại được dành cho khí nén, cần thiết để duy trì áp suất nước không đổi trong đường ống.

Nếu một bộ tích lũy thủy lực được tích hợp vào hệ thống cấp nước để giảm thiểu rủi ro liên quan đến bộ tích lũy thủy lực, thì có thể chọn bể chứa có kích thước nhỏ. Trong trường hợp này, điều quan trọng không phải là thể tích của thùng chứa mà là sự hiện diện của màng và không khí đằng sau nó. Chính họ, nếu có chuyện gì xảy ra, sẽ ra đòn, giải quyết hậu quả.

Công suất bơm phải tương ứng với thể tích của bể màng (đối với dung tích 20–25 lít nên dùng bơm thủy lực 1,5 m3/h, đối với 50 lít - 2,5 m3/h và đối với bể 100 m3/h). lít - ít nhất 5 m3/ h)

Trạm bơm tự động hoạt động theo hai chu kỳ:

1. Đầu tiên, nước được bơm vào bộ tích tụ từ nguồn nước bằng máy bơm, tạo ra áp suất không khí dư thừa trong đó.
2. Khi vòi trong nhà được mở, bể màng được làm trống, sau đó quá trình tự động hóa sẽ khởi động lại thiết bị bơm.

Việc thiết kế ắc quy thủy lực cho trạm bơm cấp nước vô cùng đơn giản.Nó bao gồm một thân kim loại và một màng kín chia toàn bộ không gian bên trong thành hai phần. Cái đầu tiên chứa không khí và cái thứ hai được bơm nước.

Máy bơm chỉ bơm chất lỏng vào bể màng khi áp suất trong hệ thống giảm xuống khoảng 1,5 atm; khi đạt đến giá trị áp suất tối đa quy định, trạm sẽ tắt (+)

Sau khi ắc quy đầy, rơle sẽ tắt máy bơm. Việc mở vòi ở chậu rửa khiến nước bị áp suất không khí ép ra ngoài màng chảy dần vào hệ thống cấp nước. Tại một thời điểm nào đó, bể cạn nước đến mức áp suất yếu đi. Sau đó, máy bơm bật lại, bắt đầu lại chu trình vận hành của trạm bơm.

Khi bể trống, vách ngăn màng được nghiền nát và ép vào mặt bích của ống nạp. Sau khi bật bơm thủy lực, màng nở ra dưới áp suất nước, nén phần không khí và tăng áp suất không khí trong đó. Chính sự tương tác khí-lỏng thông qua rào cản thay đổi là nền tảng cho nguyên lý hoạt động của bể màng của trạm bơm.

Tiêu chí lựa chọn thiết bị

Các trạm bơm do nhà máy sản xuất đều có bơm thủy lực bề mặt, thường có đầu phun bên trong hoặc bên ngoài. Tuy nhiên, bình tích áp thủy lực cũng có thể được sử dụng với thiết bị bơm chìm, nhưng có thuật ngữ kỹ thuật "hệ thống bơm" hơi khác một chút.

Khi hoạt động song song với một trạm, bể màng có thể có thể tích nhỏ hơn bể thủy lực đối với hệ thống có máy bơm chìm. Điều này là do thực tế là các thiết bị bơm chìm có số lần bật/tắt mỗi giờ cho phép ít hơn so với các máy bơm bề mặt.

Các trạm bơm đã được chuẩn bị đầy đủ để vận hành tại nhà máy sản xuất chỉ cần kết nối với đường ống và nguồn điện phù hợp (+)

Máy bơm bề mặt, có một đầu phun bên trong, có những hạn chế nghiêm trọng về độ sâu lấy nước. Chúng chỉ có thể nâng nước từ độ cao 7–8 mét. Tuy nhiên, chúng tạo ra áp lực nước mạnh ở đầu ra với cột nước cao 40–60 mét (4–6 bar).

Máy phun bên trong không sợ kẹt khí. Đầu tiên, họ bơm không khí mà không gây bất kỳ hậu quả tiêu cực nào cho bản thân, sau đó họ bắt đầu bơm nước từ giếng vào hệ thống.

Nhược điểm chính của trạm có đầu phun bên trong là độ ồn cao trong quá trình vận hành. Nếu những mẫu thiết bị bơm cấp nước tự động này được lên kế hoạch lắp đặt trong một ngôi nhà trung thực, thì chỉ nên thực hiện việc này trong các phòng tiện ích có khả năng cách âm tốt.

Cách sử dụng máy phun từ xa cho phép bạn lấy nước từ độ sâu lên tới 50 mét. Những máy bơm này tiết kiệm hơn, nhưng có hiệu suất thấp (không quá 40%). Nhưng chúng tạo ra ít tiếng ồn hơn nhiều so với các loại tương tự có đầu phun tích hợp.

Việc lựa chọn loại thiết bị bơm cho trạm phụ thuộc vào đặc tính chất lượng của phương tiện được lên kế hoạch bơm:

Xác định vị trí trạm cấp nước

Khi chọn vị trí trạm bơm cần chú trọng đến đặc tính của bơm thủy lực. Cứ mười mét ống ngang giữa nguồn nước và máy bơm sẽ giảm công suất hút đi 1 m.

Nếu chúng dự kiến ​​​​sẽ được tách ra ở khoảng cách hơn mười mét, thì phải chọn mô hình của bộ phận bơm với độ sâu hút tăng lên.

Một trạm tự động cho hệ thống cấp nước tự trị có thể được đặt:

• trên đường phố trong một chiếc caisson gần giếng;
• trong một gian nhà cách nhiệt được xây dựng dành riêng cho thiết bị bơm;
• ở tầng hầm của ngôi nhà.

Tùy chọn cố định ngoài trời cung cấp sự sắp xếp của caisson và đặt một đường ống áp lực từ nó đến ngôi nhà dưới mức đóng băng của mặt đất. Khi lắp đặt một đường ống hoạt động quanh năm, việc đặt đường ống ở dưới độ sâu đóng băng theo mùa là bắt buộc.

Khi lắp đặt đường ống tạm thời vào mùa hè trong thời gian cư trú tại nhà nước, đường ống không được chôn dưới 40 - 60 cm hoặc đặt trên bề mặt.

Tầng hầm ấm áp, thông thoáng có khả năng cách âm là nơi lý tưởng để lắp đặt trạm bơm, nơi nó và các đường ống cấp nước chắc chắn sẽ không bị đóng băng vào mùa đông (+)

Nếu lắp đặt trạm ở tầng hầm, tầng hầm thì bạn sẽ không phải lo lắng máy bơm bị đóng băng vào mùa đông. Bạn chỉ cần đặt ống hút bên dưới đường đóng băng của đất để nó không bị đóng băng khi trời cực lạnh.

Thường thì giếng được khoan ngay trong nhà, điều này làm giảm đáng kể chiều dài của đường ống. Nhưng việc khoan như vậy là không thể ở mọi ngôi nhà.

Chỉ có thể lắp đặt các trạm bơm cấp nước trong một tòa nhà riêng biệt nếu thiết bị được vận hành trong thời gian nhiệt độ dương. Tuy nhiên, đối với những khu vực có nhiệt độ mùa đông rất thấp, phương án này được thiết kế để hoạt động quanh năm nên phải được cách nhiệt hoặc lắp đặt hệ thống sưởi. Tốt hơn hết bạn nên lắp đặt ngay trạm bơm ngay trong nhà có hệ thống sưởi.

Khi chọn vị trí cho trạm cấp nước, cần tính đến giới hạn nhiệt độ do nhà sản xuất quy định trong hộ chiếu:

Thông số áp suất trong ắc quy

Để vận hành tốt các thiết bị ống nước trong gia đình trong nguồn cấp nước trong nhà, cần duy trì áp suất 1,4–2,6 atm. Để ngăn màng tích lũy bị mòn quá nhanh, các nhà sản xuất khuyên bạn nên đặt áp suất trong màng cao hơn áp suất vòi 0,2–0,3 atm.

Áp lực trong nguồn cấp nước của ngôi nhà một tầng thường là 1,5 atm. Con số này nên được sử dụng làm điểm bắt đầu khi điều chỉnh bình thủy lực. Nhưng đối với các tòa nhà dân cư lớn hơn, áp suất phải tăng lên để có nước ở tất cả các vòi cách xa ống đứng nhất. Điều này đòi hỏi các tính toán thủy lực phức tạp hơn, có tính đến chiều dài và cấu hình của đường ống, cũng như số lượng và loại thiết bị ống nước.

Bạn có thể tính toán đơn giản áp suất cần thiết cho nguồn cấp nước trong nhà bằng công thức:

(H+6)/10,

trong đó “H” là chiều cao từ máy bơm đến điểm cao nhất của nguồn cấp nước đến hệ thống ống nước trên tầng cao nhất của ngôi nhà.

Tuy nhiên, nếu chỉ số tính toán áp lực trong việc cung cấp nước tự trị sẽ vượt quá các đặc tính cho phép của hệ thống ống nước và thiết bị gia dụng hiện có thì khi đặt áp suất như vậy, chúng sẽ hỏng. Trong trường hợp này, cần phải chọn cách bố trí ống nước khác.

Áp suất trong phần không khí của bộ tích lũy được điều chỉnh thông qua ống chỉ bằng cách xả hết không khí dư thừa hoặc bơm lên bằng bơm ô tô.

Các vấn đề có thể xảy ra khi cài đặt

Nếu máy bơm bật rồi tắt quá thường xuyên, bạn phải kiểm tra ngay áp suất không khí trong ắc quy. Nếu các chỉ số bị đánh giá thấp thì cần phải bơm nó lên.Nhưng vấn đề chỉ có thể được khắc phục theo cách này nếu màng và thân bể không bị hỏng. Ở đây, chỉ liên hệ với trung tâm dịch vụ với thợ sửa chữa sẽ giúp ích.

Núm vú để bơm không khí thường nằm ở thành bên của bình đối diện với đầu vào nước, nhưng cũng có thể có các tùy chọn ở bên cạnh

Nếu giọt nước xuất hiện trên núm van khí, bộ tích lũy phải được ngắt ngay lập tức khỏi hệ thống cấp nước. Đây là dấu hiệu trực tiếp của tổn thương màng. Trong tình huống như vậy, bạn không thể làm gì nếu không thay thế nó. Không khí không nên đi vào hệ thống cấp nước của nhà riêng thông qua bể màng.

Nếu máy bơm hoàn toàn không muốn bật thì bạn nên xem xét điều chỉnh công tắc áp suất. Có những lúc nó được đặt ở áp suất quá cao. Nhưng cũng có thể không khí lọt vào ống hút, gây ra hiện tượng bảo vệ chống chạy khô.

Ưu điểm của bộ máy bơm gắn bình thủy lực

Bộ phận bơm là một phần không thể thiếu của hệ thống cấp nước tự trị. Nó cung cấp nước từ giếng hoặc giếng, việc phân phối nước xung quanh ngôi nhà được thực hiện thông qua hoạt động của chính máy bơm, sử dụng bể chứa nước hoặc sử dụng bộ tích lũy thủy lực.

Hệ thống nâng nước và bể chứa nước thủy khí nén được thiết kế để duy trì áp suất không đổi trong hệ thống cấp nước nội bộ

Chỉ sử dụng một máy bơm để phân phối nước khắp ngôi nhà có thể gây ra nhiều vấn đề. Với sự sắp xếp này cấp nước tự chủ thiết bị bơm buộc phải bật/tắt liên tục, đó là lý do khiến tuổi thọ của nó bị giảm mạnh. Và trong tình trạng nguồn điện bị cắt, ngôi nhà hoàn toàn không có nước.

Để giảm hao mòn máy bơm và bảo vệ ngôi nhà trong trường hợp xảy ra sự cố trên mạng điện, một thiết bị lưu trữ bổ sung được đưa vào hệ thống cấp nước của ngôi nhà. Đây có thể là một bể chứa nước trên gác mái, từ đó nước chảy đến các thiết bị ống nước bằng trọng lực hoặc một bộ tích lũy thủy lực giúp duy trì áp suất trong mạng một cách giả tạo (còn được gọi là bể màng hoặc bể thủy lực).

Trong cả hai trường hợp, máy bơm được bật để tạo thành nguồn cung cấp nước cho thùng chứa. Chỉ trong trường hợp thứ hai, dự trữ được tạo tự động bởi hệ thống điều khiển dựa trên các thông số áp suất. Đồng thời, bể chứa cho phép bạn tạo nguồn dự trữ nước trong trường hợp mất điện và hệ thống có bể thủy lực không có điện sẽ không hoạt động được.

Tuy nhiên, khi đổ đầy, bể chứa khá nặng và khi lắp đặt trên gác mái, cần phải gia cố trần nhà và cách nhiệt.

Tùy chọn với bể màng thuận tiện và thiết thực hơn. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp nước có trạm bơm như vậy dựa trên việc duy trì áp lực nước trong đường ống một cách nhân tạo. Bản thân máy bơm, bơm nước từ cửa hút nước, chỉ được bật để đổ đầy bể. Sau đó nó được cung cấp cho hệ thống bằng khí nén.

Bơm thủy lực của trạm bơm lắp đặt dưới tầng hầm hoạt động bằng lực hút nên chỉ được sử dụng ở các tầng chứa nước nông hoặc giếng có áp lực nước tự nhiên

Không giống như tùy chọn có bình giãn nở, việc lắp đặt khí nén thủy lực nhỏ gọn hơn. Ngoài ra, việc sử dụng bộ tích lũy thủy lực dạng màng đảm bảo không có hiện tượng búa nước trong mạng lưới và áp suất không đổi trong đường ống cấp nước, đồng thời cũng đơn giản hóa việc bảo trì hệ thống cấp nước cho người tiêu dùng tại nhà riêng.

Hạn chế duy nhất của trạm bơm có ắc quy thủy lực là sự phụ thuộc vào năng lượng của chúng. Bể chứa nước thường có kích thước nhỏ, 25–50 lít. Máy bơm phải được bật thường xuyên để đổ đầy và khi đèn tắt, lượng nước dự trữ sẽ không tồn tại được lâu. Để loại bỏ những tình huống như vậy, nên tích trữ một máy phát điện tự động.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video số 1. Thiết bị bơm có thể nâng nước từ độ sâu nào?

Video số 2. Cách tự lắp ráp trạm bơm từ máy bơm ly tâm gia đình:

Video số 3. Mọi thứ về nguyên lý hoạt động của bình tích áp thủy lực có trong trạm bơm:

Hệ thống cấp nước tự động tự động giúp khi sống ở một ngôi nhà nông thôn, bạn không cần phải xách nước vào xô. Nhờ thiết kế đơn giản, trạm bơm rất dễ lắp đặt và bảo trì.

Hầu như ai cũng có thể cài đặt chúng. May mắn thay, có rất nhiều cấu hình thiết bị bơm các loại với ắc quy thủy lực, giải pháp tối ưu có thể được lựa chọn cho mỗi ngôi nhà.

Bạn muốn chia sẻ kinh nghiệm sử dụng trạm bơm của bản thân, có thắc mắc hoặc tìm thấy sai sót trong bài viết? Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới.