Содержание

Насосная станция: принцип работы и устройство

Устройство и принцип работы классической насосной станции водоснабжения

С некоторых пор частный дом не проигрывает по своим бытовым удобствам и комфорту городской квартире.

Так было не всегда, ведь раньше, если он располагался вдалеке от централизованных коммунальных систем, то частный домовладелец физически не имел возможности создать полноценное водоснабжение или канализацию.

Но, как известно, спрос порождает предложение и с появлением на рынке специального оборудования для устройства бытовых коммуникаций, в частных домах стали доступными все существующие на сегодняшний день «блага цивилизации».

Одним из очень важных элементов современной автономной водопроводной системы является насосная станция. Она может быть приобретена в готовом виде, а может быть собрана собственноручно. Какому бы варианту этого оборудования не было отдано предпочтение, чтобы правильно его эксплуатировать, необходимо понимать принцип работы насосной станции.

Что нужно знать при выборе агрегата?

Чтобы правильно подобрать насосную станцию под свои конкретные потребности необходимо учитывать два фактора: технические характеристики самой станции и особенности скважины.

В первом случае ключевым параметром является производительность. То есть станция должна обеспечивать подъем такого объема воды, который полностью удовлетворит все хозяйственные потребности в доме и на придомовой территории. Что касается скважины, то здесь нужно оценить такие ее характеристики:

  • производительность;
  • глубина;
  • статистический уровень воды – при неработающем насосе;
  • динамический уровень воды – при включенном насосе;
  • тип фильтра;
  • диаметр трубы.

В подавляющем большинстве классические насосные станции способны эффективно поднимать воду со скважины, глубина которой не превышает 9 м.

Правильно установленная и подключенная к водопроводной системе насосная станция

Что касается насосной станции, то, несмотря на отсутствие официальной классификации, она может принадлежать к одной из двух категорий, которые выделяют практикующие специалисты:

  • с самовсасывающим центробежным насосом;
  • с самовсасывающим вихревым насосом.

Практический опыт показывает, что для дома, в котором проживает семья из 4-х человек, вполне достаточно будет установить насосную станцию малой или средней мощности. Объем гидроаккумулятора (если он входит в комплектацию) которой будет около 20 литров. Такие станции, как правило, характеризуются производительностью 2-4 м. куб. в час и напором в 45-55 метров.

Типовая схема подключения станции с гидроаккумулятором

Как устроена насосная станция?

С накопительным баком

Устройство насосной станции, где присутствует накопительный бак, на сегодня считается устаревшим, хотя такие варианты еще можно очень часто встретить. Дело в том, что накопительный бак является достаточно громоздкой конструкцией.

Напор и количество воды в емкости контролируется поплавком. При снижении уровня воды до заданных величин, срабатывает датчик, который и запускает подкачку.

Такая система долгое время была очень популярной, несмотря на целый ряд очевидных недостатков:

  • вода идет самотеком, поэтому низкий напор;
  • большие габариты;
  • сложность монтажа;
  • бак должен быть установлен выше уровня самой станции;
  • если выйдет из строя датчик переполненности, то неизбежен перелив воды в помещение.

С гидроаккумулятором

Устройство насосной станции водоснабжения гидроаккумулятором – это принципиально новый подход в создании автономного водоснабжения. Дополненная реле давления, такая система является самой прогрессивной и характеризуется гораздо меньшим числом недостатков.

Посредством реле контролируется верхний предел давления окружающего воздуха, а в гидроаккумуляторе он сжимается под давлением воды. Как только устанавливается нужное значение давления, насос отключается, а снова начнет работать при поступлении сигнала реле о нижнем пределе давления. Если потребление воды небольшое, то насос включаться не будет – в кран будет подаваться вода из бака.

Общая комплектность

Независимо от того выбрана насосная станция с накопительным баком или аккумулятором, кроме одного из этих элементов она будет укомплектована:

  • насосным агрегатом;
  • мембранным напорным баком, ограничивающим число запуска насоса;
  • реле давления;
  • манометром;
  • кабелем;
  • разъемом для подключения;
  • клеммами для заземления.

Разновидности по виду насоса

Со встроенным эжектором

Насосные станции классифицируются по типу рабочего насоса, который может быть с эжектором и без. Принцип работы эжекторных модификаций (со встроенным эжектором) заключается в том, что вода поднимается за счет созданного разряжения. Они имеют более высокую стоимость в сравнении с более простыми моделями, но благодаря особой конструкции способны подавать воду с больших глубин – 20-45 м.

Такое насосное оборудование характеризуется высокой производительностью, но работа сопровождается высоким уровнем шума.

По этой причине, такая насосная станция должна устанавливаться в подсобном помещении и при возможности за пределами жилого дома.

Оборудованию такого типа чаще всего отдается предпочтение при ведении большого подсобного хозяйства и для удовлетворения садово-огородных потребностей.

Такой компактный вид имеет очень производительная станция со встроенным эжектором

С выносным эжектором

Кроме того, потребителям предлагаются насосы с эжектором выносным, который, вместе с двумя трубами опускается в скважину или колодец. По одной трубе вода подается вниз в эжектор, что приводит к созданию всасывающей струи. Такая конструкция заметно проигрывает по сравнению с классическим эжекторным насосом по своим эксплуатационным характеристикам.

Такие насосы «боятся» наличия в системе воздуха и песка. Кроме того их КПД значительно ниже. Но зато станция с подобным насосом может без проблем быть размещена в доме, даже, если колодец находится на расстоянии 20-40 метров.

Сравнительная таблица рабочих параметров насосной станции с выносным эжектором на примере моделей Pedrollo для дачи

Безэжекторные конструкции

При оснащении насосной станции оборудованием без эжектора всасывание воды выполняется по другой схеме. В этом случае ключевая роль принадлежит специальной многоступенчатой конструкции, относящейся к гидравлической части. Подобные насосы работают фактически бесшумно и с меньшим энергопотреблением.

В данной статье мы отразили лишь основные варианты устройства классической насосной станции. Именно подобные конструкции можно чаще всего встретить в частных домовладениях. На самом деле насосов, на базе которых и собираются станции, существует огромное количество. Каждый может самостоятельно собрать такое оборудование с учетом собственных возможностей и потребностей.

Принцип работы насосной станции и ее устройство

Насосная станция позволяет повысить эффективность системы водоснабжения, безопасность оборудования и трубопроводов.

Принцип работы насосной станции и ее комплексное оснащение обеспечивает защиту от внешних факторов и возможность бесперебойной подачи воды даже при отключении электроэнергии.

При постоянном использовании, постоянном или долговременном проживании в частном доме, такая станция значительно повышает уровень комфорта.

Для того чтобы понять, как работает насосная станция для дачи или частного дома, следует подробнее рассмотреть ее устройство и основные функциональные элементы. Рассмотрим их последовательность по ходу движения воды.

  • Водозабор, расположенный в скважине или колодце оснащается фильтрующей сеткой, препятствующей попаданию в систему относительно крупных частиц примесей. Здесь же расположен обратный клапан для предотвращения обратного тока воды при снижении давления или прекращении работы насоса.
  • Всасывающей магистралью называют участок трубопровода от водозабора до насоса.
  • Работа центробежного насоса создает разрежение в трубопроводе, подающем жидкость от источника, что способствует ее интенсивному подъему, и избыточное давление в магистрали, ведущей к точкам водопотребления, для обеспечения тока воды по коммуникациям. Для оптимизации работы системы насос оснащается манометром и реле давления, настройки которого обеспечивают включение и отключение перекачивающего агрегата при достижении критических значений.
  • Принцип работы насосной станции для дачи был бы непонятен без уточнения – настройки реле выставляются с учетом характеристик насоса, объема и необходимого давления в гидроаккумуляторе и других параметров.
  • Системы оснащаются резервуарами, из которых осуществляется подача воды в трубопровод.

На фото схема устройства водоснабжения на базе насосной станции с гидроаккумулятором

Таким образом принцип работы насосной станции для дома поэтапно выглядит следующим образом:

  • При включении насоса вода поднимается из источника, заполняет систему и гидронакопитель до достижения определенного значения давления либо уровня. После этого насос отключается.
  • При расходе воды (открытие крана, использование душа или водопотребляющей техники) давление либо уровень в системе снижается, что способствует подаче жидкости из камеры гидроаккумулятора/накопительного бака. Так расход воды из накопителя осуществляется вплоть до достижения критического значения давления/уровня. После этого вновь включается насос и цикл повторяется.

Преимущества насосных станций

Устройство насосной станции для дома позволяет обеспечить целый ряд преимуществ при использовании:

  • возможность подачи воды при отсутствии электроснабжения,
  • стабильность напора в системе,
  • компактность и небольшой вес комплексного оборудования,
  • возможность выбора места установки,
  • экономичность эксплуатации за счет продления срока службы элементов системы водоснабжения и снижения расходов на электроэнергии благодаря своевременным включениям и выключениям перекачивающего агрегата,
  • долговечность оборудования.

Выбор накопителя

Напорные водонакопители (обычные емкости, расположенные на высоте, что обеспечивает возможность подачи воды в систему самотоком) все чаще заменяются на более современные и эффективные гидроаккумуляторы.

Схема насосной станции с накопительным баком и погружным насосом

Принцип работы насосной станции водоснабжения в обоих случаях остается тем же.

В то же время несомненными преимуществами гидроаккумуляторов является возможность размещения рядом с насосом (без подъема на высоту) и наличие камеры со сжатым воздухом, которая дает возможность настраивать значение избыточного давления и, соответственно, режим подачи воды в трубопровод. Кроме того,

гидроаккумулятор лучше обеспечивает наличие и стабильность напора.

Типовые гидроаккумуляторы для насосных станций бюджетной и средней ценовой категории могут иметь небольшой объем.

Если вместимость резервуара за вычетом объема сжатого воздуха будет составлять 25-40 литров, гидроаккумулятор сможет работать на систему, но расценивать его как возможность обеспечить большой запас воды на случай аварийного отключения системы уже нельзя.

]

В большинстве случаев устройство насосной станции позволяет подключение дополнительного гидронакопителя без нарушений работы. Если в доме часто отключают электроэнергию, следует заблаговременно узнать, существует ли подобная возможность.

Принцип работы насосной станции с гидроаккумулятором

Тем не менее, напорный бак тоже имеет определенное преимущество. Его наличие позволяет выбрать менее мощный (а значит, и более дешевый) насос.

Обратной стороной такого преимущества является низкая производительность маломощных перекачивающих агрегатов, а значит, наполнять резервуар он будет медленно, то есть, бак должен иметь большой объем.

Насосное оборудование

Современные производители предлагают отдельно погружные насосы или насосные станции с поверхностными насосами. Считается, что первый вариант оптимален для скважин практически всех типов, а второй подходит для колодцев и абиссинских источников (из-за минимальной ширины их обсадных труб и неглубокого расположения зеркала воды).

  • Действительно, погружные модели обладают возможностью подъема воды даже с очень большой глубины (например, высота обсадной трубы артезианских скважин достигает 100 метров и более).
  • В то же время поверхностные перекачивающие агрегаты удобны в обслуживании, их легко ревизировать и периодически осматривать. Однако в классической модификации такие модели способны обеспечить подъем жидкости с глубины 8-9 метров максимум.

Основной дилеммой является сочетание большой высоты подъема с небольшой производительностью и достаточно скромными напорными характеристиками у погружных моделей и хорошая производительность и напор в сочетании с возможностью использования только для неглубоких источников у поверхностных агрегатов.

Компромиссом могут стать эжекторные модели. Эжектор обеспечивает образование разреженной зоны в трубопроводе за счет разницы давлений.

Последнее возникает следующим образом: в упрощенном виде эжектор представляет собой конусообразное устройство, двигаясь по которому жидкость увеличивает скорость по мере сужения просвета.

В зоне высокой скорости потока образуется разреженность, которая через дополнительное отверстие или патрубок захватывается жидкость из внешней среды.

Оснащенный внешним эжектором, который непосредственно опускается в водоисточник, насос способен поднимать воду с большей глубины (в зависимости от мощности перекачивающего агрегата и конструкции эжектора – до 25-40 метров).

Выносные эжекторы более эффективны и обычно отличаются по конструкции, представляя собой две параллельный трубы (одна из них может быть заменена гибким шлангом) – вакуумно-нагнетающую и основную.

Но они также чувствительны к песку в воде и другим загрязнениям.

Насосная станция с внешним эжектором

К недостаткам эжекторных станций со встроенным устройством часто относят повышенный уровень шума во время работы, однако он может стать заметной помехой только в том случае, если насосная станция размещается на открытом пространстве и близко к окнам дома.

При установке в специальной постройке (которая часто необходима для защиты оборудования от промерзания зимой) теплоизоляция также выполняет и роль шумопоглотителя. Устроить звукоизоляцию помещения при установке оборудования в подвале так же не составит труда и не потребует чрезмерных затрат.

Нужно отметить, что увеличение высоты подъема при использовании оборудования с встроенным эжектором не происходит, но возрастает производительность.

Автоматические системы управления

Наличие автоматических систем управления заметно увеличивает стоимость насосной станции, поэтому целесообразность такого оснащения определяется индивидуально. Специалисты рекомендуют устанавливать датчики контроля и автоматические регуляторы при постоянном использовании системы водоснабжения.

Автоматика может обеспечить защиту от различных факторов, например, от так называемого «сухого хода», когда при снижении уровня жидкости насос захватывает воздух, насосная станция работает рывками, перекачивающий агрегат перегревается. Кроме того, востребованной оказывается защита от:

  • повышения температуры (перегрева) насоса,
  • перепадов напряжения в питающей сети и пр.

На видео можно посмотреть как устроена насосная станция и описание ее работы.

Устройство и принцип работы бытовой насосной станции

Жизнь в деревне, вдали от централизованного водоснабжения, еще вчера казалась невозможной для тех, кто не может обходиться без удобств. Достижения производителей современной техники позволили преодолеть эту проблему. Сегодня у нас появилась возможность создавать комфортные условия проживания в любом доме, где бы он ни находился.

Для организации водоснабжения большое значение имеют насосные станции. Данные устройства выпускаются разными производителями и продаются уже в готовом виде. Как вариант, ее можно собрать из отдельных узлов и деталей. Чтобы понять, как работает насосная станция, какова ее роль в обеспечении водой, нужно разобраться, как она устроена.

Как устроена насосная станция

Конструкцию составляют три основных узла:

  • Насос (вибрационный или центробежный).
  • Накопительная емкость (аккумулятор или бак).
  • Реле управления (на датчике давления или поплавкового типа).

Кроме этого в комплектацию устройства входит манометр, кабель, разъем для подключения и клеммы для заземления. Корпус электронасоса может быть металлическим или пластиковым.

Подробнее о том, как работает насосная станция, как правильно ее подключить, обслуживать и устранять неисправности, читайте на сайт stroy-aqua.com.

Как взаимодействуют узлы насосной станции

Схема взаимодействия узлов достаточно проста и эффективна. При открывании водопроводного крана вода под давлением вытекает из накопительной емкости. Наступает момент, когда давление снижается, достигая минимального значения. В результате срабатывает реле и устройство включается. Насос начинает качать из скважины воду, которая попадает в гидроаккумулятор или бак.

Если кран открыт продолжительное время, закачивание воды будет происходить в постоянном режиме. При перекрытии вентиля вода затекает в накопительную емкость. При этом давление в емкости увеличивается.

После того как уровень жидкости поднимается до пороговой отметки, срабатывает реле и происходит автоматическое отключение электропитания.

С этого момента насосная станция находится в режиме ожидания и готова снова функционировать, как только вы откроете водопроводный кран.

Удобство системы заключается в том, что все происходит автоматически, без участия человека.

От вас потребуется лишь периодическая профилактика устройства в соответствии с рекомендациями производителя. Как будет функционировать насосная станция, зависит от установки и подключения.

Долго и исправно она будет служить в том случае, если монтаж и подключение вы доверите специалистам.

Принцип работы насосной станции: бытовой, эжекторной, дожимной

Применение насосного оборудования является незаменимым решением вопроса стабильного водоснабжения. Использование подобных устройств практикуется повсеместно — от дачных участков до промышленных объектов.

Каждому полезно будет узнать о том, как устроено подобное оборудование и каков алгоритм работы насосной станции. 

Устройство оборудования

Оборудование, из которого сконструирована типичная домашняя насосная станция, состоит из насоса, резервуара, который наполняется водой и автоматики. Общий принцип работы бытовой насосной станции достаточно прост и понятен: при включении насоса он осуществляет подачу воды в резервуар, где она и накапливается.

Затем вода попадает в водопровод, а автоматика при этом производит включение и выключение насоса.

Схема работы насосной станции основывается на работе некоторого количества функциональных узлов:

  • Водозабора с сеткой и клапаном обратного типа, который расположен в самой скважине;
  • Всасывающей магистрали, по которой и происходит перемещение и подъем воды из самой скважины и ее дальнейшая подача к корпусу насоса;
  • Центробежного насоса, который способен создавать разрежение с одной стороны (за счет этого вода поднимается) и сильное давление с другой стороны, что приводит к поступлению воды к потребителю;
  • Реле давления, которое в автоматическом режиме реагирует на существенные изменения при понижении давления ниже необходимого значения и производит включение и выключение электродвигателя насоса, а также регулирует режим работы насосной станции;
  • Мембранного бака, а в отдельных случаях гидроаккумулятора, который предотвращает эффект гидравлического удара, возникающего во время запуска станции;
  • Электромотора, который сопряжен механическим путем с насосом и реле, контролирующим степень давления;
  • Стрелочного манометра, с помощью которого можно визуально контролировать уровень давления в магистрали и по мере необходимости осуществлять его корректную регулировку.

Принцип работы

Теперь рассмотрим непосредственно принцип работы гидроаккумулятора насосной станции

Зная о том, как работает насосная станция, можно избежать ряда распространенных ошибок при выборе и покупке, ведь существенные различия и принцип работы домашней насосной станции разнятся виду наличия целого ряда конструктивных особенностей.

Сейчас те насосные станции, в работе которых задействован так называемый накопительный бак, считаются устаревшими, хотя такие модификации встречаются довольно часто.

Те же модели, устройство которых включает в себя гидроаккумулятор, представлены в виде принципиально новых агрегатов и воплощают в себе прогрессивную технологию, направленную на эффективное, бесперебойное и автономное водоснабжение.

Гидроаккумулятор представлен в виде специальной металлической герметической емкости, внутри которой расположена эластичная мембрана и определенный объем воды, находящийся под давлением.

Основное назначение гидроаккумулятора у ручных вакуумных насосов – это постоянная поддержка стабильного давления в системе водопровода, а также предохранение водяного насоса от чрезмерного и преждевременного износа. Таким образом, работа насосной станции напрямую зависит от наличия этого важного элемента.

Принцип работы насосной станции водоснабжения, которая оборудована мембранным баком, существенно не отличается от описанного выше. Все же есть некоторое количество важных функций, за выполнение которых отвечает мембранный бак, как то:

  • Эффективное предохранение конструкции насоса от преждевременных поломок и износа. Из-за постоянного присутствия воды в мембранном баке, в том случае, когда будет открываться водопроводный кран, насос запустится лишь тогда, когда вода в баке полностью иссякнет. Любая модель насоса работает с учетом определенной нормы включений в час, а благодаря работе гидроаккумулятора у устройства будет «резерв» неиспользованных включений, что существенно увеличит его эксплуатационные сроки.
  • Осуществление поддержки нужного давления в пределах водопроводной системы и предохранение от непредвиденных перепадов водяного напора.
  • Отличная и эффективная защита от гидроударов, которые возникают в момент включения насоса и могут нанести изрядный урон водопроводу.
  • Постоянное поддержание необходимого количества воды в системе, что позволяет даже при отключении подачи электричества пользоваться системой (пока не израсходуется вода из бака).
  • Таким образом, гидроаккумулятор устанавливает нужное давление, а в том случае, когда от реле поступает сигнал об изменении его параметров, устройство возвращает его к нужному значению.

    Принцип работы (видео)

    Нюансы работы эжекторных станций

    Теперь рассмотрим принцип работы эжекторной насосной станции — оборудования, имеющего эжектор.

    Принцип и описание работы насосной станции с эжекторной модификацией несколько отличается от всего уже перечисленного. Вся суть заключается в том, что в данном случае подъем воды осуществляется за счет искусственно создаваемого напряжения.

    Благодаря особенностям конструкции и функционалу эжекторные насосные станции способны осуществлять подачу воды с достаточно большой глубины, составляющей 20-45 м. Это оборудование выделяется благодаря высокому уровню производительности, однако создает высокий уровень шума.

    Сейчас широкое распространение получили выносные модификации – здесь эжектор вместе с парой труб опускается на дно скважины или колодца, при этом по одной трубе вода подается непосредственно к эжектору, что влечет за собой создание так называемой всасывающей струи.

    Таким образом, внешний эжектор снабжен двумя рукавами – вакуумным, который создает разрежение, и напорным, который в несколько раз способен увеличить уровень рабочего давления. Для задержания нежелательных частиц песка эжекторная насосная станция снабжается специальным фильтром.

    Нюансы работы дожимных станций

    Принцип работы дожимной насосной станции тоже имеет свои отличия.

    Стоит упомянуть и о том, что потребитель может столкнуться с так называемыми насосными станциями дожимного типа. В большинстве своем они сконструированы для осуществления перекачки нефти или природного газа.

    Основной принцип работы в них базируется на постоянном контроле и поддержании определенного уровня нефти в емкостях при помощи электроприводной задвижки.

    Практически все происходящие процессы в таких станциях полностью автоматизированы и в случае колебания или повышения уровня жидкости или газа датчик своевременно передает сигнал устройству, которое регулирует электроприводную задвижку.

    Также при снижении уровня задвижка закрывается, что приводит увеличению уровня жидкости, а для того, чтобы нефть распределялась при закачке равномерно, буферные емкости соединяются между собой перепускной линией.

    Помимо прочего дожимные насосные станции способны повышать давление в системах водоснабжения производственных, административных и других типов зданий. При этом работа установки основывается на автоматическом регулировании частоты вращения электродвигателей насосов.

    Подготовка станции к работе

    Теперь к вопросу о том, как осуществляется подготовка насосной станции к работе — на тот случай, если Вы самостоятельно решили справиться с подобной задачей.

    После подключения насосной станции водоснабжения к системе водозабора и водопровода нужно произвести проверку качества ее работы.

  • Перед проведением пробного пуска в обязательном порядке станция заполняется водой – используя заливное отверстие, нужно залить воду так, что бы она полностью заполнила гидроаккумулятор магистрали и непосредственно сам насос.
  • После следует полностью открыть вентили и включить электропитание.
  • Двигатель заведется, и вода сразу же начнет заполнять собой напорную трубу. Это будет происходить до тех пор, пока из нее не будет вытеснен весь содержащейся в ней воздух.
  • При этом наблюдается стремительное увеличение давления, которое должно достигнуть необходимого значения в 1,5-3 атмосфер, после чего оборудование в автоматическом режиме отключится.
  • В ряде случаев рекомендуется вручную откалибровать величину давления, для этого с реле снимается верхняя крышка и производится подкручивание контрольной гайки.
  • Принцип работы и устройство насосной станции водоснабжения

    Принцип бесперебойной работы насосной станции повышает уровень эффективности работы системы водоснабжения. Постоянное использование оборудования и трубопроводов необходимо при долговременном проживании в загородном доме. Системы водоснабжения позволяют в значительной степени повысить уровень комфорта жильцов.

    Конструктивные элементы насосной станции

    Работа насосных станций с гидроаккумуляторами или без них основана на составляющих системы, включая накопительный бак и насосное оборудование. Существует 2 типа накопителей: аккумулятор и бак, которые являются подходящими для нормального функционирования домашнего водопровода. Насосы делятся на 3 вида:

  • С выносным эжектором.
  • Со встроенным эжектором.
  • Без эжектора.
  • Насосные станции, применяемые в быту либо на производстве, оснащены управляющим элементом. За счет этого связующего звена, т.е. поплавкового клапана или датчика давления, регулируется работа механизма. Основной функцией компонента системы является контроль за процессом заполнения накопительного бака. В типовую схему насосной станции входят следующие виды комплектующих:

  • Гидроаккумулятор.
  • Реле давления.
  • Насос.
  • Обратный клапан.
  • Электропитание.
  • Производительность конструкции системы — это ключевой параметр любой насосной станции. Подача воды должна осуществляться системой в том объеме, который позволяет в полной мере удовлетворить все потребности хозяев загородного дома. Правильный выбор насосной станции осуществляется не только с учетом технических характеристик системы, но и параметров скважины, включая:

    • глубину;
    • производительность;
    • статистический уровень воды – при выключенном насосе;
    • динамический уровень воды – при работающем насосе;
    • тип фильтрующей системы;
    • диаметр сечения трубы.

    Большое количество насосных станций эффективно выполняет подачу воды из скважин, имеющих глубину не более 9 м.

    Конструктивные особенности станции с баком

    Применение гидростанций, функционирующих на основе накопительных баков, уже перестало быть актуальным. Эти системы устарели, поэтому используются все реже.

    Для перекачки воды предусмотрено гидротехническое отверстие, представляющее собой колодец либо скважину.

    Вода поступает в специальный резервуар, расположенный в точке системы, которая является наивысшей, например, чердак частного дома, где обустроена насосная система с накопителем.

    Объем накопительного бака зависит от потребностей и числа людей, проживающих в загородном доме. На нужды каждого из жильцов частного дома необходимо около 200 л воды в месяц. Такой же объем воды требуется для приусадебного участка в 6 соток. Уровень напора воды и ее количество в баке регулируется с помощью поплавка.

    Если уровень воды снижается до заданной величины, то после срабатывания датчика запускается подкачка воды. Насосные системы с накопителем, обладающие высокой энергоэффективностью, долгое время пользовались большим спросом. Недостатками станций являются сложность установки и наличие громоздкого резервуара.

    Устройство гидроаккумуляторной станции

    Насосные системы с гидроаккумуляторами представляют собой новые конструкции для водоснабжения. Они обладают меньшим количеством недостатков, чем системы с баком. Преимуществом автономного водоснабжения является наличие реле давления. Гидроаккумуляторные станции считаются прогрессивными, а их работа является эффективной.

    Для этих конструкций предусмотрена бюджетная и средняя ценовая категория, поэтому их объем является небольшим. Если вычесть объем сжатого воздуха, то вместимость емкости составит 25-40 л. Герметичный резервуар гидроаккумулятора поделен специальной эластичной мембраной на 2 полости. Одна необходима для закачивания воздуха, а другая — воды.

    Гидроаккумулятор, обеспечивающий эффективность работы системы водоснабжения, не способен вмещать большие запасы воды при возможном аварийном отключении станции. Схема устройства предусматривает дополнительный элемент — гидронакопитель, поэтому станция всегда функционирует без нарушений.

    Принцип действия насосных станций с накопителем

    Станции с емкостями для подаваемой по трубопроводу воды должны действовать по следующему алгоритму:

  • Включается насос.
  • Жидкость подается по трубопроводу от источника.
  • Гидронакопитель наполняется водой до нужного уровня давления.
  • Отключается насос.
  • Если вода расходуется из накопителя, то происходит снижение уровня давления в системе. Это должно обеспечить подачу воды из накопителя, т.е. бака либо гидроаккумулятора. Жидкость расходуется из накопителя до момента достижения давлением определенного значения. Затем происходит включение насоса и повторение цикла заново.

    Всасывающая магистраль представляет собой участок трубопровода, идущий от насосного оборудования до водозабора. Работающий насос центробежного типа способен создать разрежение в трубе, через которую вода поступает от источника. Это обеспечивает интенсивность подъема жидкости, а также избыточный уровень давления в магистрали, которая ведет к точкам потребления воды.

    Оптимизировать работу давления позволяет манометр. Для запуска водонасосного оборудования и его отключения используется реле давления, позволяющее нормализовать функционирование всей системы водозабора. Для правильного выставления настроек реле должны учитываться все характеристики насоса, а также необходимый уровень давления в гидроаккумуляторе.

    Механизм функционирования гидроаккумуляторной станции

    Давление на выходе гидроаккумулятора станции зависит от уровня воды в одной из его полостей. Чем он выше, тем более высоким является давление в системе.

    Плотность воздушной массы за эластичной мембраной возрастает, что вызывает ее амортизирующее срабатывание. Схема аккумуляторной станции обеспечивает регулировку давления даже в том случае, если насос располагается в подвале частного дома.

    Воздух в сжатом состоянии оказывает давление на мембрану, что обеспечивает напор воды.

    Степень наполнения гидроаккумулятора определяется при наличии датчика давления, позволяющего включать и выключать насос.

    Эта схема исключает возможность, связанную с образованием протечек и возникновением неполадок в том случае, когда происходит переполнение накопительной емкости. Станция обладает небольшим дебетом, что является ее существенным недостатком.

    При наличии аккумулятора, вмещающего 20-25 л воды, система позволяет только ополаскивать продукты питания или мыть руки.

    Другой недостаток насосной станции с гидроаккумулятором связан с возможной коррозией металла, из которого изготовлен накопительный бак. По этой причине его стенки могут разрушаться. Взамен стального бака изготовителями оборудования для насосных станций стали выпускаться баки из оцинкованной стали либо из нержавеющего материала.

    Достоинства насосных систем

    Установка насосной системы обеспечивает массу положительных моментов при ее использовании. Устройство станций связано с возможностью водозабора в условиях отсутствия системы электроснабжения.

    Насосное оборудование должно обеспечивать стабильность напора воды. Оно компактно и не обладает большим весом. Устройство отличается экономичностью, поскольку позволяет продлить срок службы отдельных элементов водозаборной системы.

    Своевременность включения и отключения системы позволяет снизить затраты на электроэнергию.

    В качестве водонакопителей применяются емкости, располагаемые на определенной высоте. Это обеспечивает подачу воды в систему водозабора самотоком. Баки часто заменяются эффективными гидроаккумуляторами. Принцип работы станции при этом остается прежним.

    ]

    Гидроаккумуляторы обладают большими возможностями, поскольку их можно устанавливать возле насоса. Подъем резервуара на высоту не предусмотрен. Камера со сжатым воздухом обеспечивает настройку уровня избыточного давления, а также режима подачи жидкости в трубопровод. Применение в системе гидроаккумулятора улучшает и стабилизирует напор воды.

    Рассмотренный принцип работы и устройство насосных станции разного типа является последовательным. Подача воды производится из колодца или скважины, оснащенных фильтрами.

    Эти приспособления представляют собой сетки, которые являются препятствием попаданию в систему водозабора достаточно больших частиц разных примесей.

    Наличие обратного клапана на этом участке системы позволяет предотвратить обратный ток жидкости в случае снижения давления либо прекращения действия насоса.

    Устройство насосной станции

    Автор Артем Дата Ноя 30, 2017

    Оптимальным решением комфортного пользования домашним водоемом становится устройство перекачного агрегата. До приобретения важно рассмотреть устройство и принцип работы
    насосной станции. Знания потребуется для монтажа, настройки, последующей эксплуатации и ремонта комплектующих, если возникнет нужда. Об этом и пойдет речь.

    Принцип действия насосных станций

    Важно понимать вопрос работы агрегата. В будущем знания помогут найти неисправности на любом узле конструкции. Итак, каким образом работает бытовая насосная станция:

    • Включение насоса в сеть активирует всасывающую магистраль. Вода поступает в трубопровод и корпус насоса.
    • Насос создает разряжение, отчего вода под давлением распределяется по домашней сети.
    • Датчики давления контролируют наполненность бака и выключают насос, когда уровень достигает максимального давления, и включают его вновь, если значение минимальное.

    Принцип работы насосной станции для дома разработан таким образом, что конструкция защищена от гидравлических ударов благодаря контролирующим устройствам и обратному клапану, не дающему массе воды уйти обратно в скважину.

    Правильный выбор агрегата

    Оптимальный выбор учитывает несколько характеристик – особенности устройства насосной
    станции и тип скважины на участке. От этих условий зависят ключевые параметры агрегата, на которые обращают внимание при покупке. Итак:

  • Дебет скважины влияет на производительность насосной станции. Например, неглубокий колодец склонен изменять уровень водяного зеркала в период сезонных изменений. А глубинная скважина не теряет массы воды даже с понижением уровня.
  • Статический и динамический уровень воды. В первом случае это спокойный водоносный горизонт, во втором – под давлением работающего насоса.
  • Тип фильтрации. В зависимости от варианта водного хранилища, станция водоснабжения оборудуется одним или несколькими фильтрами. Наличие комплектующего на входе необходимо всегда – грубые взвеси способны вывести агрегат из строя.
  • Диаметр входной трубы. От параметра зависит большинство характеристик, описанных выше – производительность, мощность, фильтрация. Чем выше диаметр, тем лучше оснащенной должна быть автоматическая станция водоснабжения.
  • Комплектации разных моделей зависят от типа насосных агрегатов. Общее устройство насосной
    станции водоснабжения, независимо от варианта содержит следующие комплектующие:

    • Насос. Центробежный или вихревой.
    • Мембранный бак. Он ограничивает работу станции в момент включения и выключения, реагируя на показатели давления.
    • Реле или датчик перепада давления. В отличие от центральной магистрали, питание из скважины нестабильно. Возникают поломки из-за сухого хода. Чтобы предохранить оборудование от перегрева и лишних затрат электроэнергии, используется насосная
      станция водоснабжения, снабженная автоматическими защитами.
    • Манометры. По их показателям срабатывает автоматика.
    • Кабель, клеммы, разъемы – необходимые комплектующие системы для подключения ее в сеть.

    Отдельные конструкции следует рассмотреть особо. Водопроводные насосные станции имеют преимущества и недостатки перед обычной комплектацией.

    Насосная станция с накопительным баком

    Конструкция довольно громоздкая – представляет собой бак для насосной станции – и сейчас спросом пользуется только на дачах, где не предусмотрено круглогодичного проживания.

    Уровень и напор контролируется простейшей деталью – поплавком. К нему присоединен датчик, контролирующий изменения и отключающий или включающий насос согласно показаниям.

    Достоинство станции в простоте устройства накопительного бака для воды и самостоятельной сборке. Но недостатков больше:

  • Минимальный напор. Если в доме больше двух точек водоразбора, то включенные одновременно, они не дадут пользоваться ресурсом с комфортом.
  • Большой вес и габариты, требующие отдельного места установки, выше уровня насоса. Зимой бак важно надежно утеплить, иначе произойдет разрыв емкости.
  • Частый перелив, если датчик верхнего уровня не срабатывает.
  • На время отсутствия владельцев дачи, зимой, например, устройство насосной станции для дома осушают и непременно предохраняют от образования коррозии. Дело это хлопотное.

    Станция с гидроаккумулятором

    Система схожа, но более прогрессивна, чем описанный выше агрегат, так как насосная станция с
    гидроаккумулятором снабжается дополнительными автоматическими условиями для бесперебойного питания домашнего водопровода. В их числе датчик перепада давления.

    Он реагирует на малейшие изменения давления в баке, тем самым не давая шанса переливу или полному осушению емкости. Модели также снабжены датчиками сухого хода – они спасают агрегат от нагревания или даже сгорания, если появляется нештатная ситуация – падение уровня, течь водопровода и прочие проблемы.

    Устройство гидроаккумулятора насосной станции наиболее приемлемый вариант для домов с круглогодичным проживанием и большим количеством точек водоразбора.

    Дожимные станции

    Установка подобного агрегата рациональна в том случае, если масса воды в скважине критически нестабильна – особое влияние грунта, старость шахты. В этом случае устанавливается дожимная
    насосная станция, провоцирующая повышение давления, и тем самым обеспечивая необходимый напор.

    Принцип действия в следующем: после нагнетания в водопровод необходимой массы воды, часть ее возвращается обратно, являясь дополнительным «двигателем» следующей порции. Так, работает насосная станция подобного типа. Недостаток в постоянном срабатывании приборов контроля, в зависимости от нестабильности скважины. Но в этом есть и плюс – долговечность оборудованию обеспечена.

    Самостоятельное устройство агрегата невозможно – много технических параметров, которые должны оценивать профессионалы.

    Виды станций по типу насосов

    Агрегаты создают необходимое давление в трубопроводе, но производительность простых оставляет желать лучшего. Промышленностью предлагаются следующие насосные станции:

    Встроенные эжекторные

    Насосная станция автоматического водоснабжения с гидроаккумулятором оснащается специальным устройством для создания разряжения – эжектором. Даже простая модель способна поднимать массу воды с глубины 45 м.

    Несмотря на стоимость – она довольно высока – подобные конструкции водоснабжения пользуются популярностью, так как отличаются высокой производительностью и компактным устройством. Предпочтительная установка для нужд большого подсобного хозяйства. Недостаток для жилого дома – излишний шум.

    Подобную конструкцию размещают вне дома, в отдельном помещении с толстыми стенами.

    Выносные эжекторные

    Иной принцип работы насосной станции с гидроаккумулятором у выносного эжектора. В этом случае конструкция представляет собой трубы, вставляемые в устье скважины, сама станция размещается в подвале или погребе дома. В них создается разряжение и под давлением в одной трубе, вода выходит на поверхность из другой.

    Конструкция не требует работы по созданию отдельного помещения, шум снижен. Но, тем не менее отличается низкой производительностью и годна только для дачных нужд – сад-огород, небольшое количество домашнего скота. Кроме того, в недостатки войдет плохое качество воды – сильное всасывающее давление соберет в трубы песок, гравий и прочие взвеси.

    Потребуется частая смена фильтров.

    Безэжекторные конструкции

    Работает насос с гидроаккумулятором и без эжектора. Такие системы практически бесшумны. Работу по нагнетанию и распределению осуществляет многоступенчатая конструкция. Кроме отсутствия шума, установка экономична в электрическом потреблении, что делает ее популярной среди владельцев загородных домов.

    Понять устройство и принцип работы насосной станции любого типа важно не только для будущей экономии при приобретении, но и для максимального комфорта пользования, защиты и долговечности оборудования. Не стоит оценивать насосную систему только по стоимости – скупой платит дважды.

    Устройство и принцип работы насосной станции водоснабжения

    Принцип работы насосной станции очень прост – вода закачивается в накопительную емкость насосом, которая пополняется по мере расхода жидкости. Причем за уровнем воды в накопителе следит особый датчик, включающий и выключающий насос. 

    Впрочем, за внешней простотой принципа работы кроется достаточно сложное устройство насосной станции водоснабжения. И в данной статье мы рассмотрим не только принципы работы, но и варианты конструкции насосных станций.

    Насосная станция

    Основные элементы конструкции станции

    Самые главные составные части любой насосной станции – это накопитель и сам насос. Причем накопители могут быть всего двух типов – бак и аккумулятор. А насосы трех типов – со встроенным эжектором, с выносным эжектором и без эжектора.

    Типовая конструкция насосной станции

    Кроме того, в конструкции станции есть и связующее звено, регулирующее работу насоса и процесс наполнения бака – управляющий элемент, в основе которого лежит либо поплавковый клапан, либо датчик давления.

    При этом все вышеописанные разновидности накопителей, насосов и регуляторов влияют не только на конструкцию станции, но и на сам принцип работы устройства для перекачки воды. И далее по тексту мы отследим влияние этих узлов на устройство и принцип работы станций.

    Насосные станции с накопительным баком: описание работы и обзор конструкции

    Такие станции строили совсем недавно, а сейчас они устарели и морально и технически. Принцип работы подобной системы основан на перекачивании воды из колодца (скважины) в достаточно габаритную емкость, расположенную в чердачном пространстве дома.

    Насосные станции с накопительным баком

    В итоге, вода поступает к потребителям самотеком, а уровень жидкости в накопительном баке контролирует особый клапан поплавкового типа. Кончилась вода – поплавок «упал» и «включил» насос. Вода наполнила бак – поплавок «всплыл» и отключил насос.

    Несомненный плюс такой конструкции – высокая энергетическая эффективность. Станция не работает до тех пор, пока не опустеет бак. То есть, насос не включается после каждого поворота вентиля крана.

    Кроме того, такие станции подходят к скважинам с малым дебетом, который выкачивается буквально за считанные минуты. В этом случае огромный накопительный бак выступает как предохранитель, обеспечивающий паузу для наполнения скважины до статического уровня.

    Без накопительного бака скважины с малым дебетом заиливаются за считанные месяцы. Поэтому данный узел монтируют даже в системах с гидроаккумулятором.

    К недостаткам такой конструкции относится высокий риск «заливания» нижних помещений (в случае чердачного месторасположения – это, по сути, весь дом). Поэтому в верхнюю часть бака вваривают предохранительный патрубок, выводимый за пределы строения.

    Ну а сам бак в наши дни производят из инертного полимера, не меняющего вкус или запах воды и не подверженного коррозии в принципе.

    Принцип работы и устройство насосной станции водоснабжения гидроаккумулятором

    По такому принципу работают все современные станции. Вместо накопительного бака здесь используют гидроаккумулятор – герметичную емкость, разделенную на два отсека эластичной мембраной. Причем в первый отсек закачивают воздух, а во второй – воду.

    Насосная станция с гидроаккумулятором

    В итоге, чем больше воды во втором отсеке, тем выше давление на выходе из накопителя (воздух за эластичной мембраной уплотняется и начинает работать как амортизатор). Соответственно появляется возможность регулировать давление в домашнем водопроводе даже в случае размещения аккумулятора в подвале строения. Напор в водоводе обеспечивает сжатый воздух, давящий на мембрану.

    А за наполнением гидроаккумулятора следит особый датчик давления, включающий и выключающий насос станции. Подобная конструкция исключает саму возможность протечек из-за переполнения аккумулятора.

    Однако, есть у такой схемы и недостатки. Самый главный из которых – небольшой объем «запаса» воды. Вместимость типового аккумулятора – 20-25 литров. Для сиюминутных нужд этого вполне достаточно, но скважину с малым дебетом такая система обслуживать уже не может.

    Кроме того, гидроаккумулятор это достаточно дорогое изделие, ведь он функционирует под достаточно большим давлением. Поэтому его производят только из стали, что приводит к появлению еще одной проблемы – угрозы разрушения бака под действием коррозии. Впрочем, эта беда легко устранима – емкость можно изготовить из нержавейки или оцинковать.

    Насосные станции со встроенным эжектором — описание конструкции

    Станции с внутренним эжектором можно оснащать и гидроаккумуляторами, и накопительными баками. Конструктивная особенность, в данном случае, кроется в конструкции заборного узла самого насоса.

    Насосные станции со встроенным эжектором

    Вода из скважины поднимается по трубе, в которой создается разрежение. Причем условие для транспортировки жидкости создает особый узел насоса – эжектор — прокачивающий сквозь себя воздух, «газированную» воду и, наконец,100-процентную жидкость. Содержание воздуха в жидкости может достигать и 25 процентов.

    Соединенный со встроенным эжектором насос всегда центробежный – работает на крыльчатке. Вибрационный аналог просто не выдержит таких объемов воздуха в трубе. В итоге, такой насос сильно шумит при работе и выкачивает воду только из скважины глубиной до 10 метров. При этом насос со встроенным эжектором практически не реагирует на присутствие песка в жидкости.

    Принцип работы и конструкция станций с выносным эжектором
    Насосы с эжектором выносным отличаются от вышеописанных устройств месторасположением заборного узла. Он вынесен за пределы корпуса насоса. Причем к внешнему эжектору подводятся два шланга – вакуумный, в котором создается разрежение, и напорный, создающий рабочее давление в эжекторе.

    Вода поднимается по вакуумному «рукаву» и сливается в накопитель или перетекает в нагнетательный «рукав». Напор в нагнетательном рукаве поддерживается насосом и провоцирует, посредством эжектора, разрежение в вакуумной трубе.

    Выносной заборный узел (эжектор) обслуживается вибрационным насосом, для которого характерно неприятие сильно загрязненной и «газированной» воды. Впрочем, поскольку эжектор заглублен ниже зеркала колодца с последним проблем практически не бывает. А от частиц ила заборное отверстие эжектора защитит фильтрующая решетка.

    Главное достоинство такой конструкционной схемы заключается в практически неограниченной глубине обслуживаемой скважины. Однако, в силу особенности строения насоса, большая часть выносных эжекторов погружается до отметки 60 метров. При этом станция с выносным заборным узлом работает абсолютно бесшумно.

    Альтернативные конструкции

    В качестве альтернативы станций с встроенным или выносным эжектором можно рассматривать только системы ступенчатого подъема воды. Безэжекторные насосные станции работают по принципу шлюзов – заложенных на разной глубине промежуточных емкостей, соединяемых между собой с помощью трубопровода.

    Транспортируемая среда перекачивается из нижней емкости в верхнюю. Такое решение дает возможность поднимать воду со значительных глубин. Впрочем, такие установки используются лишь в газовой промышленности и в нефтедобыче.

    Принцип работы насосной станции — виды, конструкция и особенности работы

    Здесь вы узнаете:

    Принцип работы насосной станции и ее комплексное оснащение обеспечивает защиту от внешних факторов и возможность бесперебойной подачи воды даже при отключении электроэнергии.

    Назначение и принцип работы насосной станции

    Домашняя насосная система предназначена для подъема воды с глубины от 8 метров и её подачи ко всем сантехническим точкам в коттедже. Работает система по такому принципу:

    1. Установленный между двумя отрезками трубопровода и подключенный к розетке с электропитанием водяной агрегат качает жидкость из источника в специальный накопитель — гидроаккумулятор.
    2. По достижении в резервуаре определенного давления насос выключается. Запас воды сделан.
    3. Как только пользователь открывает кран в доме, жидкость поступает в нужную сантехническую точку.
    4. В это же время в гидроаккумуляторе падает давление и срабатывает реле включения. Насос снова восполняет запасы воды в резервуаре, после чего выключается.

    Циклы работы станции постоянно повторяются за счет перепадов давления в баке.

    Что входит в устройство насосной станции

    Водонапорная башня частного использования в производственных масштабах часто имеет насосные станции. Но они применяются и как бытовая составляющая. Это показывает, что насосы широко используются как и для дачных целей, таки и в более масштабных производствах.


    При выборе насосной станции лучше отдавать предпочтение уже проверенным, известным производителям (маркам)

    Устройство насосной станции состоит из базовых функций, которые должен выполнять агрегат. В устройство входят следующие составляющие:

    • Водозабор – нужен для подачи воды. Он находится в скважине или колодце. Оснащён водозабор сеткой для фильтрации. Сетка останавливает крупные частицы, которые могут попасть в трубопровод вместе с водой. В этом же месте находится обратный клапан. Он в свою очередь необходим, чтобы остановить обратный ток воды. Это случается, когда давление снижается или сам насос прекращает свою работу;
    • Магистраль всасывания. Это участок между водозабором и насосом;
    • Манометр вместе с реле давления. Центробежный напорный насос разряжает трубопровод, который даёт воду от источника. В это время происходит интенсивный подъем и повышается давления, которые имеет критические показатели. Манометр и реле в это время оптимизируют работу насосной станции. С их помощью устройство включается или наоборот отключается, когда значения достигают критических показателей;
    • Эжектор насосной станции;
    • Резервуары. Их них идёт вода в трубопровод.

    Каждый элемент имеет свои функции и каждый элемент важной для единой функциональной работы системы. Поэтому важно покупать проверенные и качественные насосные станции. Лучше приобретать известные марки станций. Так вы обезопасите себя от подделок.

    Гидростанции с накопителями: обзор конструкции

    Такие блоки возводились совсем недавно, сегодня же они считаются несколько устаревшими, как морально, так и технически. Принцип работы насосной станции для дома основан на перекачке воды из гидротехнического отверстия (колодца или скважины) в емкость с достаточными габаритами, которая, как правило, располагается в наивысшей точке системы, то есть на чердаке жилья.

    Принцип работы НС с гидроаккумулятором

    Для справки! Объем емкости рассчитывается по количеству человек и потребности. Если это жилой дом, где вода нужна только для личных нужд, на 1 человека в сутки требуется порядка 200 литров воды. Если есть приусадебный участок, в месяц на 6 соток в теплое время года уходит 1,5-2 куб.м.

    По конечному счету, жидкость поступает к месту назначения (санузел, краны и т.п.) самотеком, а уровень воды в накопителе контролируется посредством особого клапана поплавкового типа. Закончилась вода в баке, поплавок «упал», тем самым запустив систему, чтоб снова заполнить бак. Накопитель заполнился, поплавок поднялся до нужного уровня и «отключил» механизм.

    В числе основных преимуществ можно выделить следующие:

    1. Высокая энергоэффективность — станция на работает до тех пор, пока не опустеет накопитель. Проще говоря, насос не будет срабатывать на включение после каждого использования воды.
    2. Такие установки можно с легкостью ставить на скважины с малым дебетом, которые выкачиваются за короткий промежуток времени. В таком случае накопитель с большим объемом выступает в качестве предохранителя, посредством которого обеспечивается пауза для того, чтоб скважина снова наполнилась до статического уровня.
    3. За неимением наполнительного резервуара гидротехническое отверстие с небольшим дебетом заилится буквально за несколько месяцев. Поэтому подобные узлы целесообразно монтировать даже в габаритных системах с гидроаккумулятором.

    Если говорить о недостатках такой системы, то к ним можно отнести риски «заиливания» нижних помещений (в случае расположения на чердаке – это, по сути, все жилье). В силу такой особенности конструкции, в верхнюю часть накопителя вваривается предохранительный патрубок, который выводится за пределы постройки.

    Ну а сам накопитель сегодня производится преимущественно из инертного полимерного волокна, который не изменяет вкус и запах воды, а также не подвергается коррозии в принципе.

    Механизм работы станции с гидроаккумулятором

    Принцип работы насосной станции с гидроаккумулятором имеет некоторые сходства с описанной выше конструкцией, но с некоторыми изменениями. По такому принципу организована работа всех современных станций. Вместо накопителя в этом случае используется гидроаккумулятор, который являет собой герметичную емкость, поделенную на две зоны посредством эластичной мембраны. Причем в первую полость закачивается воздух, а во вторую – вода.

    Так схематически можно изобразить принцип работы НС

    В конечном результате, чем выше уровень воды во второй полости, тем выше давление на выходе накопительного бака (воздушная масса за эластичной мембранной становится плотнее, за счет чего срабатывает как амортизатор). Из этого становится понятно, что насосная станция с гидроаккумулятором позволяет регулировать давление в системе даже тогда, когда аккумуляторный блок находится в подвале дома. Напор в водопроводе будет обеспечиваться за счет сжатого воздуха, которые давит на мембрану.

    Наполнение гидроаккумулятора контролируется особым датчиком давления, посредством которого включается и выключается насосная установка. Такая конструктивная особенность позволяет исключить саму возможность образования протечек вследствие переполнения накопительного бака.

    Но при этом, устройство и принцип работы гидроаккумуляторной насосной станции характеризуется и некоторыми недостатками. Один из самых больших минусов таких систем является небольшой объем запасаемой жидкости. В среднем, такой аккумулятор способен вместить порядка 20-25 литров воды. Для единичных моментов, руки помыть или сполоснуть продукты, этого вполне достаточно, тогда как гидротехническое отверстие (колодец или скважину) с небольшим дебетом такой блок обслужить уже не сможет.

    Помимо этого, гидроаккумулятор – это дорогостоящее приспособление, поскольку оно функционирует под весьма внушительным давлением. В силу этого, он производится исключительно из стали, что, в свою очередь, рано или поздно приведет к основной проблеме металлических элементов – к образованию коррозии. Отсюда разрушение стенок бака. Правда, некоторые производители уже начали делать эти элементы из нержавеющей или же оцинкованной стали, которые не подвергаются таким процессам.

    Насосные станции со встроенным эжектором

    Такие приспособления для перекачки воды могут оснащаться и гидроаккумуляторами, равно как и простыми накопителями. Особенность их, в этом случае, скрывается в конструкции заборного блока самого насосного устройства.

    Точная схема подключения с указанием основных узлов

    Вода из гидротехнического отверстия перемещается вверх по трубам, в которых создается разрежение. При этом условие для поднятия жидкости создает особый блок насоса – эжектор, сквозь который осуществляется прокачка воздуха, «газированной» воды и, в конце концов, 100-% жидкость. Присутствие воздуха в воде может достигать порядка 25%.

    Совмещенный вместе со встроенным эжектором насос всегда центробежный – функционирует за счет имеющейся крыльчатки. Аналог вибрационного типа попросту не выдерживает таких объемов воздуха в полости трубы. В результате чего, такой аппарат начинает сильно шуметь во время перекачки воды и способен поднимать жидкость из колодца, глубина которого достигается до 10 м. Причем насос, оснащенный встроенным эжектором, почти не реагирует на наличие песка в перекачиваемой воде.

    Принцип действия насосной установки со встроенным эжектором практически идентичен другим системам аналогичной функциональности.

    С выносным эжектором

    Кроме того, потребителям предлагаются насосы с эжектором выносным, который, вместе с двумя трубами опускается в скважину или колодец. По одной трубе вода подается вниз в эжектор, что приводит к созданию всасывающей струи. Такая конструкция заметно проигрывает по сравнению с классическим эжекторным насосом по своим эксплуатационным характеристикам.

    Такие насосы «боятся» наличия в системе воздуха и песка. Кроме того их КПД значительно ниже. Но зато станция с подобным насосом может без проблем быть размещена в доме, даже, если колодец находится на расстоянии 20-40 метров.

    Сравнительная таблица рабочих параметров насосной станции с выносным эжектором на примере моделей Pedrollo для дачи

    Работа и особенности блока управления

    В задачу управляющей насосной станцией автоматики входит отслеживание давления в системе и включение/выключение двигателя гидронасоса по мере необходимости. Для этого блок управления включает манометр и реле. Первый контролирует текущее давление, а второе – управляет насосом.

    Основные элементы реле – две пружины. Большая настроена на замыкание контура при самом низком давлении в мембранном баке, когда в нем мало воды. А меньшая контролирует максимум давления, размыкая цепь при достижении последнего.

    Реле давления автоматически запускает насос станции при снижении давления до 1,4 бара, например, и выключает при достижении максимального значения, указанного производителем. Нежелательно менять заводские настройки реле, т.к. они рассчитаны на возможности запорной арматуры.

    При покупке насосной станции для работы в контурах с вероятностью кратковременной работы без воды необходимо обратить вниманием на наличие устройства контролера потока.

    Он предназначен для предохранения двигателя от перегрева в случае отсутствия воды в водозаборе. В таких агрегатах блок управления ориентирован не на предельные значения давления, а на понижение потока.

    Взаимодействие насоса с гидроаккумулятором

    Емкость мембранного бака подбирается с учетом объема водопотребления. Семейной паре вполне хватит варианта в 25–40 литров, а для семейства в несколько человек придется подбирать устройство от 100 литров.

    Баки менее 15 л и вовсе покупать рекомендуется только для сезонного использования на даче. Из-за постоянной подкачки воды мембрана в них быстро изнашивается.

    В гидробак в исходном состоянии через ниппель (воздушный клапан) закачан воздух, создающий давление в 1,5 атм. Во время работы в мембрану под давлением закачивается вода, сжимающая воздушный “запас”. При открытом кране сжатый воздух выталкивает воду.

    Считается, что чем больше емкость, тем дольше прослужит насосное оборудование, потому что численность циклов включения/выключения сократиться. Однако бак большой вместительности стоит немало.

    По правилам, гидробак подбирают на основании расчетов, исходя из указанных производителем значений давления включения и выключения, реального расхода воды при включенных одновременно водозаборных точках.

    Резерв жидкости в гидравлическом баке обычно составляет около трети от общего объема емкости. Все оставшееся пространство отдано под сжатый воздух, который нужен для поддержания постоянного напора воды в трубах.

    Если гидроаккумулятор в систему водоснабжения встраивается для минимизации связанных с гидроуарами рисков, то бак можно подбирать небольшого размера. В этом случае важен не объем емкости, а наличие мембраны и воздуха за ней. Именно они в случае чего примут на себя удар, сгладив его последствия.

    Производительность насоса должна соответствовать объему мембранного бака (для емкости 20–25 л рекомендуется брать гидронасос на 1,5 м3/ч, для 50-ти литров – 2,5 м3/ч, а для резервуара на 100 л – не менее 5 м3/ч).

    Работает автоматическая насосная станция в два цикла:

    1. Сначала в гидроаккумулятор закачивается вода насосом из водозабора, создавая в нем избыточное давление воздуха.
    2. При открытии крана в доме мембранный бак опустошается, после чего автоматика вновь запускает насосное оборудование.

    Устройство гидроаккумлятора для насосной станции водоснабжения предельно просто. Он состоит из металлической корпуса и герметичной мембраны, которая разделяет все пространство внутри на две части. В первой из них находится воздух, а во вторую подкачивается вода.


    Насос закачивает жидкость в мембранный бак только тогда, когда давление в системе падает до показателей в районе 1,5 атм, при достижении заданного предельно высокого значения давления, станция отключается (+)

    После заполнения гидроаккумулятора реле отключает насос. Открытие крана в умывальнике приводит к тому, что выдавливаемая нажимом воздуха на мембрану вода начинает постепенно перетекает в систему водоснабжения. В какой-то момент бак опустошается до такой степени, что напор ослабевает. После этого опять включается насос, запуская цикл работы насосной станции по новой.

    При пустом баке мембранная перегородка сминается и прижимается к фланцу входного патрубка. После включения гидронасоса мембрана расправляется водным давлением, сжимая воздушную часть и повышая в ней давление уже воздуха. Именно это взаимодействие газ-жидкость через изменяющийся барьер и лежит в принципе работы мембранного бака насосной станции.

    Преимущества насосных станций

    Устройство насосной станции для дома позволяет обеспечить целый ряд преимуществ при использовании:

    • возможность подачи воды при отсутствии электроснабжения,
    • стабильность напора в системе,
    • компактность и небольшой вес комплексного оборудования,
    • возможность выбора места установки,
    • экономичность эксплуатации за счет продления срока службы элементов системы водоснабжения и снижения расходов на электроэнергии благодаря своевременным включениям и выключениям перекачивающего агрегата,
    • долговечность оборудования.

    Чем хороша насосная станция без гидроаккумулятора

    Насосная станция без гидроаккумулятора стоит на многих дачных участках. Его основное отличие от насосов с гидроаккумулятором, это, как вы правильно могли заметить, отсутствие гидроаккумулятора.

    Если у насоса его нет, то, скорее всего, он работает с накопительным баком. Это вторая разновидность насосных станций. Это старая конструкция, но она по-прежнему используется на дачах. Количество воды в баке можно оценить по поплавку, который ставить в бак. Когда объём воды уменьшился до предельных значений, то в этот момент срабатывает датчик. Он в этот момент посылает сигнал, чтобы началась подкачка воды.

    Накопительный бак очень большой, поэтому его использует меньше и меньше.

    Среди минусов системы можно выделить:

    • Низкий напор воды;
    • Большие размеры бака;
    • Трудность установки;
    • Накопительный бак надо устанавливать выше уровня насоса;
    • При поломке датчика, который сигнализирует о переполнении, вода может затопить дом.

    Главным преимуществом такого насоса является низкая стоимость. Гидроаккумулятор стоит не дешево, поэтому без него вы сможете сэкономить деньги.

    Насосная станция без гидроаккумулятора с наличием накопительного бака – это прошлый век. Дачники не рекомендуют покупать его, если есть возможность купить насос с гидроаккумулятором. Несмотря на низкую стоимость на такие насосы, вы рискуете затопить свой дом водой. Поэтому, лучше не приобретайте такие насосы.

    Какое выбрать насосное оборудование 

    Насосные станции заводской компоновки идут с поверхностным гидронасосом, часто имеющим внутренний или внешний эжектор. Однако гидроаккумуляторы можно также использовать с погружным насосным оборудованием, но им присваивается несколько иной технический термин «насосная система». 

    В случае работы в тандеме со станцией мембранные баки могут быть меньше объемом, чем гидробаки для систем с погружными насосами. Это связано с тем, что у погружных насосных агрегатов число допустимых в час включений/выключений меньше, чем у поверхностных насосных машин.

    Поверхностные насосы, имеющие внутренний эжектор, имеют серьезные ограничения по глубине водозабора. Они воду способны поднять только с 7–8 метров. Однако они выдают мощный водяной напор на выходе со столбом воды в 40–60 метров (4–6 бар). 

    Правила установки оборудования


    Для работы оборудование обязательное условие наличие электропитание. Необходимо провести линию туда, где будет установлена станция желательно чтобы ваша точка подключения (розетка) имела степень защиты не менее IP44.

    Подключаться и настраиваться оборудование после прочтения вами мануала прилагаемого с данным агрегатом.

    Для дома, с круглогодичным проживанием, рассмотрим оптимальные схемы установки автоматической насосной станции водоснабжения. Для этого существует еще ряд критериев, которые необходимо учитывать перед установкой оборудования:

    • Место где будет установлено.
    • И как будет использоваться.

    Если планируется эксплуатация в зимнее время, то помещение где будет устанавливаться станция, должно быть утеплено, иметь вентиляцию. Независимо от места установки температура в помещении должна быть не ниже +5 градусов.

    На оборудование не должны сказываться перепады температуры, заморозки, помещение должно проветриваться, так как и скопление конденсата также плохо сказывается на эксплуатации.

    Также можно сделать кессон — это небольшое сооружение для насосного оборудования в котором делается гидроизоляция, утепляется, стены обшиваются звукоизоляционными материалами.

    Под кессон роется в земле углубление до 2,5 метров, где и монтируется насосная станция. Это хороший вариант установки станции водоснабжения — оборудование находится ниже уровня промерзания грунта, внутри установки будет постоянно поддерживаться плюсовая температура.

    Если осуществляется скважинный забор воды, то обсадную трубу срезают немного выше, чем дно кессона. В скважинную трубу опускается насос, который поднимает воду в гидроаккумулятор.

    Трубы укладывают в траншеи ниже глубины промерзания грунта в этом регионе, так же для уменьшения глубины траншеи можно произвести утепление труб что позволит меньше копать

    Обязательным условиям является утепление системы либо установка оборудования непосредственно внутри дома, так как при замерзании агрегат выходит из строя.

    Для насосной станции независимо от места установки делается жесткое основание обратите внимание, основание должно быть выше уровня пола.

    Когда оборудование установлено в доме это вызывает проблему шума от работающей  станции. Как тогда установить станцию водоснабжения если двигатель насоса сильно шумит предлагается рассмотреть два варианта:

    • установить виброгасящие опоры;

    • сделать звукоизоляционный короб.

    Если планируется сезонное использование, к примеру, для полива или в доме где нет круглогодичного проживания тогда тут все просто.

    Можно устраивать небольшой короб, который надо немного прикопать, сделать навес там куда устанавливается оборудование, если есть какое-то помещение, например сарай то можно поставить и туда, но не забывайте про вентиляцию и основание.

    На зиму станция снимается.

    принцип работы, как выбрать, где установить, отзывы и цены

    Бытовая насосная станция — оборудование для автоматизированного обеспечения водой частного дома. Она может подавать воду из любого источника: колодца, скважины, центрального водопровода или речки. Плюс установки такого устройства — постоянное давление в водопроводной системе, которое позволяет подключать любую бытовую технику. 

    Насосные станции для водоснабжения частного дома или дачи состоит из:

    • насоса;
    • гидроаккумулятора;
    • группы контроля и автоматики.

    Для ее работоспособности необходимо гарантированное электропитание. Сама установка автономна и вмешательства не требует: вода подается с постоянным давлением — перепад есть, но он небольшой и техникой, а тем более потребителями не ощущается.

    Обязательные составляющие насосных станций для водоснабжения частного дома (загородного или в черте города)

    Содержание статьи

    Насосные станции для водоснабжения частного дома: принцип работы

    В современных насосных станциях для подачи воды установлены гидроаккумуляторы, которые представляют собой емкость цилиндрической формы, разделенную на две части эластичной мембраной. Одна часть емкости в заводских условиях заполнена газом. В этой камере создано определенное давление.

    При включении насоса вода попадает во вторую часть гидроаккумулятора. Емкость постепенно заполняется, мембрана растягивается, сжимая газ во второй части еще больше. Таким способом в системе водоснабжения частного дома (дачи) создается давление. Его величина контролируется датчиками реле давления. При достижении порогового значения (порядка 2-4 атм) датчики подают команду на отключение насоса. Пока в системе краны не открыты,  давление стабильно, насос больше не работает.

    Принцип работы насосных станций: подкачка воды по мере необходимости в специальный резервуар — гидроаккумулятор

    Где-то открывается кран. Вода в него поступает из гидроаккумулятора, в котором по мере расхода понемногу падает давление. При достижении нижнего порога срабатывает второй датчик, который дает команду на запуск насоса, вода снова начинает поступать, выравнивая давление. После того, как кран закрыт, насос работает еще какое-то время, потом отключается.

    Таким образом в системе поддерживается стабильное давление. Это значит, что вы можете использовать в доме любую технику — и стиральную и посудомоечную машину и водонагреватель. При желании можно организовать автоматизированный полив участка или газона.

    Типы и виды, особенности подключения

    Основная рабочая часть этого оборудования — насос. Именно его тип определяет их основные технические характеристики. О насосах и пойдет речь.

    Поверхностные и погружные

    Большая часть станций, поставляемых с заводов в собранном виде, оснащены поверхностными насосами. Они  установлены на одной раме с гидроаккумулятором и группой контроля. К насосу подключается трубопровод, который опускается в источник — колодец, скважину и т.д.  Этот вариант хорош тем, что его можно использовать в узких скважинах — диаметр трубы может быть от 32 мм, что даже для самой узкой скважины нормально. Но поднимать воду такие системы могут с глубины порядка 7-10 метров.

    Схема водоснабжения частного дома с насосной станцией с поверхностным насосом

    При установке такого оборудования на конце подающего трубопровода, погруженного в воду, обязательно устанавливают фильтр и обратный клапан. Фильтр (сетка) обязателен, так как насосы требовательны к качеству воды, а обратный клапан не дает воде стекать в то время, пока не идет подкачка. Без этих двух частей система работает неэффективно.

    Если скважина глубокая, необходим погружной насос или установка с выносным эжектором. В этом случае эжектор опускается в скважину или колодец, к нему подключаются два шланга. Остальное оборудование стоит на поверхности. При такой системе вода может подниматься и с глубины 40-45 метров.

    Насосная станция с внешним — погружным эжектором позволяет достать воду из глубоких колодцев или скважин глубиной до 40-45 м

    Недостаток этой системы в том, что она не любит присутствия воздуха в трубах (шлангах), из-за чего запуск системы — хлопотное и отвественное мероприятие.

    Тихие и шумные

    Отличается еще и внутренняя конструкции насосов. От их строения зависит уровень шума при работе.

    • Вихревые. Всасывающее усилие создается за счет лопастей внутри корпуса. Эти насосные станции водоснабжения для дома бесшумные или очень тихие, но поднимать воду они могут только с небольшой глубины. Их можно и нужно ставить в жилых домах: они очень не любят изменения температур, а при замерзании выходят из строя.
    • Центробежные насосы шумят при работе сильно, но качают воду с приличных глубин и могут работать при разных температурах, потому могут устанавливаться в специально оборудованных приямках.

    Как провести воду из колодца или скважины в дом, читайте тут.

    Правила установки насосной станции

    Для работы насосной станции обязательно электропитание. И это — один из основных критериев при выборе места установки: нужно или станцию ставить там, где есть электропитание, или тянуть линию туда, где стоит станция. Но нужно учесть еще целый ряд факторов:

    • Ставить оборудование нужно с учетом расстояния, на которую может подаваться вода.
    • Если планируется зимнее использование системы, то помещение, в котором устанавливается оборудование, должно быть теплым — станции не выносят заморозки. Одновременно в нем должна быть хорошая вентиляция, чтобы не скапливался конденсат.
    • Если насос сильно шумит, а  установить его удобнее в доме или рядом с ним, его нужно заключить в звукоизолирующий короб.

    Иногда самым лучшим выходом является строительство кессона — небольшого помещения, которое устраивают примерно на глубине 2,5 м. Если водозабор идет из скважины, то обсадная труба срезается чуть выше дна кессона. В скважину погружается насос, который подает воду в гидроаккумулятор.

    Оборудование устанавливается ниже глубины промерзания грунта, что предотвращает его замерзание: внутри удерживается плюсовая температура. Удобно тогда и трубы прокладывать ниже глубины промерзания, и выводить их уже под домом, в теплой незамерзающей зоне и подавать воду в гребенку.

    Схема установки станции для водоснабжения частного дома в кессоне

    Если для дома устройство кессона — оправданные расходы, то для дачи — вряд ли. Тогда делают упрощенный вариант — строят небольшой ящик или делают приямок и там ставят оборудование на весенне-летний период, на зиму забирая его в отапливаемое помещение.

    Об устройстве водопровода на даче написано в статье «Как сделать водопровод на даче: выбрать трубы, схему, способ укладки»

    Как выбрать насосную станцию для дома

    Кроме типов насоса выбирая насосные станции для водоснабжения частного дома вам нужно обратить внимание на целый ряд параметров:

    • Расстояние от места водозабора до установки насоса. Определяет то, как близко должно располагаться оборудование к источнику воды.
    • Высота подъема воды — на какое расстояние относительно места забора воды может она подаваться. Учтите, что протяженные горизонтальные участки также должны учитываться.
    • Производительность  — это то количество воды, которое может подаваться в единицу времени. Чтобы рассчитать этот параметр, можно воспользоваться средними нормами расхода в зависимости от типа потребителя (смотрите таблицу).

      Высчитав средний расход, можно подобрать производительность насосной станции

    • Объем гидроаккумулятора. Чем больше его размер, тем больше воды у вас будет в запасе на случай отключения электричества. Но это — далеко не самый важный момент. Гораздо важнее, что при больших объемах реже включается насос, а это означает более длительный срок его эксплуатации. Но гидроаккумулятор — дорогая штука и чем он больше, тем дороже. Обратите внимание: похожие по строению расширительные бачки, хоть и стоят дешевле, покупать нельзя. Они для воды не приспособлены (используются для стабилизации давления в газопроводах) и быстро ломаются, к тому же вода становится непригодной для питья (появляется неприятный запах и привкус).

    При выборе модели стоит обращать и на дополнительные функции. Полезная опция -защита от перегрева и от холостого хода (когда воды нет). Они продлевают срок жизни оборудования.

    Еще можно выбрать корпус насоса. Его делают из стали, нержавейки, чугуна, полипропилена высокой плотности. Полипропиленовый — самый недорогой. Он не ржавеет, не передает шумы при работе. Но хоть он и повышенной плотности, это — пластик, и при неаккуратном обращении (при перевозке, например) его можно повредить. Второй по стоимости — стальной, но при использовании центробежного насоса корпус передает шум, а иногда еще и резонирует. Так что такие насосы работают громко.  Аналогичный, установленный в чугуне работает тише. Но при кислой воде чугун быстро ржавеет, что не радует: железа и так обычно в воде переизбыток. Самый оптимальный с точки зрения долговечности — корпус из нержавейки, но они — самые дорогие.

    Об очищении воды из колодца или скважины читайте тут. 

    Что делать, если станции с требуемыми характеристиками нет? Собрать самому. Все требуемые запчасти имеются в продаже, соединяется все при помощи обычных фитингов. Как — смотрите в видео ниже. Собранная самостоятельно насосная станция обходится, кстати, дешевле, чем купленная в сборе, а ремонтировать вам ее будет проще: вы сами все подключали.

    Популярные марки

    Наиболее популярные сегодня насосные станции водоснабжения для частного дома Джилекс Джамбо. Они имеют невысокие цены, качество — неплохое. Выпускаются с насосами из чугуна (буква «Ч» в маркировке), полипропилена (стоит «П»), и нержавейки («Н»). Еще в маркировке стоят цифры: «Джамбо 70-/50 П — 24. Расшифровывается это так:  70/50 — максимальный расход воды 70 литров в минуту (производительность), напор — 50 метров, П — корпус из полипропилена, а цифра 24 — объем гидроаккумулятора.

    Насосные станции водоснабжения для частного дома Джилекс внешне похожи на агрегаты других производителей

    Цена насосной станции для водоснабжения дома Джилекс стартует от 100$ (мини варианты с небольшой мощностью и для небольшого расхода в полипропиленовом корпусе). Самый дорогостоящий агрегат с корпусом из нержавейки стоит порядка 350$. Есть еще варианты со скважинным погружным насосом. Они могут поднимать воду с глубины до 30 метров, расход  до 1100 литров в час. Такие установки стоят от 450-500$.

    У насосных станциий Джилекс есть требования при установке: диаметр всасывающего трубопровода должен быть не меньше диаметра входного отверстия.  Если же вода поднимается с глубины большей 4 метров и при этом от источника воды до дома расстояние больше 20 метров, диаметр трубы, опускаемой с колодец или скважину должен быть больше диаметра входного отверстия. Это нужно учесть при монтаже системы и обвязке насосной станции.

    Отзывы о ДЖИЛЕКС ДЖАМБО 60/35П-24 (в пластиковом корпусе, стоимость 130$) вы можете увидеть на фото ниже. Это часть впечатлений, оставленных владельцами на торгующем сайте.

    Отзывы о насосной станции для воды ДЖИЛЕКС ДЖАМБО 60/35П-24 (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

    Хорошо работают при водоснабжении дома насосные станции Grundfos (Грундфос). Их корпус сделан из хромированной стали, гидроаккумуляторы на 24 и 50 литров. Работают тихо и надежно, обеспечивают стабильное давление в системе. Единственный недостаток: на рынок России не поставляются запчасти. Если, вдруг, что-то сломалось, «родных» элементов вы не найдете. Но сказать нужно, что агрегаты ломаются нечасто.

    Цены на насосные станции с поверхностными насосами стартуют от 250$ (мощность 0,85 кВт, глубина всасывания до 8 м, производительность до 3600 литров/час, высота 47 м). Более производительный агрегат (4500 литров/час с большей мощностью 1,5кВт)  того же класса стоит в два раза дороже — примерно 500$. Отзывы о работе представлены в формате фото, которое сделано на сайте одного из магазинов.

    Отзывы о насосных станциях Grundfos для водоснабжение дома или дачи (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

    Серия насосных станций Grundfos с корпусами насосов из нержавейки имеет большую стоимость, но они также имеют защиту от холостого хода, перегрева, охлаждение — водяное. Цены на эти установки — от 450$. Модификации со скважинными насосами еще более дорогие — от 1200 $.

    Неплохо зарекомендовали себя насосные станции водоснабжения для дома Wilo (Вило). Это более серьезная техника для обеспечения большого расхода: на каждой из станций может стоять до четырех нормально всасывающих насосов. Корпус сделан из оцинкованной стали, соединительные патрубки — из нержавеющей стали. Управление — программируемый процессор, сенсорная панель управления. Производительность насосов регулируется плавно, что позволяет обеспечить стабильное давление в системе. Оборудование солидное, но и цены тоже — порядка 1000-1300$.

    Насосные станции Wilo подходят для водоснабжения большого дома со значительным расходом. Это оборудование относится к классу профессиональных

    Как сделать автономное водоснабжение в доме, подключенном к централизованному водопроводу, при плохом давлении или обеспечить себя на постоянной основе при почасовой подаче воды, смотрите  в следующем видео. И все это при помощи насосной станции и емкости для хранения воды.

    Принцип работы насосной станции, особенности конструкции, составляющие

    Принцип работы насосной станции

    Насосную станцию используют в локальной системе водопровода в доме. Устройство помогает сделать жизнь за городом комфортной, обеспечивает жилое помещение бесперебойно водой.

    Принцип работы насосной станции имеет свою специфику, устанавливая оборудование следует тщательно разобраться в особенностях конструкции, ее функционировании.

    Для дома выпускают специальные компактные модели в виде блока с гидробаком, автоматическим управлением, электронасосом. Данную конструкцию можно соорудить, применяя отдельные детали оборудования.

    Содержание статьи:

    Общие сведения

    Как устроена насосная станция

    Внимание! Рекомендуется применять для установки готовые конструкции, которые имеют гарантию от производящей компании. В дальнейшей эксплуатации данный вариант будет практичным, более дешевым.

    Детали насосного оборудования. Станции заводского производства для водоснабжения имеют отличия от поверхностного типа насосов, потому что имеют блок, который управляет давлением.

    Из составляющих устройства выделяют основные детали:

    1.электрический насос поверхностного типа.

    2.ниппельный гидроаккумулятор, внутри имеющий резиновую грушу.

    3.манометр.

    4.реле, которым регулируют давление.

    5.арматура, с помощью которой соединяют конструкцию.

    Чтобы происходил забор жидкости, к устройству подводят трубопрокат, по которому она всасывается, оснащенный клапаном обратного действия, также имеющая сетчатый фильтр. На выходе устройства подводят трубопровод для поступления воды к узлам потребления. Если внутри корпуса станции есть фильтр с клапаном, значит, их не нужно ставить на шланг для всасывания.

    Гидробак мембранного типа с центробежным насосом обеспечивают рабочий уровень давления в сети, которое равняется 1.5 атмосферам. Этого значения хватает, чтобы стабильно вода поступала к сантехнике, имеющейся в здании. Большинство устройств с гидроаккумулятором может работать при максимальном давлении 4.5 атм., что является достаточным для дома в несколько этажей.

    Станция для перекачки жидкости имеет компактное устройство, не нуждается в подготовке бетонного основания под конструкцией. Самым большим элементом в устройстве считается бак, аккумулирующий жидкость. Во время работы создается сильный шум, поэтому ее устанавливают в отдельном помещении. Лучше всего подойдет первый этаж дома, подвал.

    Внимание! Существует закономерность, которая повышает уровень износостойкости станции: большой бак гидроаккумулятора экономит работу двигателя устройства, потому что требуется редкое включение насоса.

    Еще одним вариантом размещения станции считается устройство кессона. В нем разместятся вес элементы конструкции при желании. Данный способ обустройство станции не дешевое, но оправданное.

    Как устроен управляющий блок

    Управляющий автоматический блок насоса призван следить за давлением в трубах, включать, либо выключать двигатель станции, если необходимо. В блоке для этих целей есть реле, оснащенное манометром. Элемент блока нужен, чтобы регулировать уровень давления, реле – за насосом.

    Реле имеет основные детали – пружины. Деталь большого объема служит для замыкания трубы при пониженном давлении в емкости, и малом количестве воды. Маленькая управляет работой, если повышенный уровень давления, при этом цепь размыкается, если достигается максимум. Если в сети уровень давления снижается до минимальных показателей в 1.4 бар, то насосное оборудование самостоятельно начинает работать, достигая максимального уровня, возможного для данного прибора.

    Внимание! Не рекомендуют осуществлять замену заводских настроек реле, потому что они соответствуют техническим параметрам затворной арматуры.

    Если велика вероятность, что станция будет работать при отсутствии воды, стоит приобрести специальный контролер. Деталь предохраняет двигатель при перегревах, когда жидкости не будет в водозаборном отсеке. Такие конструкции станций имеют управляющий блок, который контролирует не показатель давления, а понижает силу потока.

    Гидроаккумулятор для насоса

    Размер насосного бака должен подходить по объему водопотребления в быту. Если в семье два человека, достаточно объема до сорока литров, если количество человек в доме больше, то понадобится бак, вмещающий свыше ста литров. Емкости, имеющие объем до пятнадцати литров, можно покупать для применения на дачном участке. Они требуют регулярной подкачки воды, поэтому в устройстве быстро приходит в негодность мембрана.

    Внимание! Бак, рассчитанный на большой объем жидкости, стоит дороже, но считается, что он может продлить срок годности всего оборудования.

    Резервный объем бака равен одной трети размера емкости. Остальная полость заполнена сжатым воздухом, чтобы поддерживать постоянный напор жидкости в трубопроводе.

    При встраивании гидроаккумулятора в водопроводную систему с целью снизить количество гидроударов, то бак для жидкости не должен быть большим. Здесь на первый план выходит сама мембрана с воздушным пространством за ней. Элементы конструкции принимают гидроудар, сглаживая отрицательные последствия.

    Циклы станции автоматического типа:

    1.с помощью гидроаккумулятора воду из водозабора закачивают насосом, при этом в нем создается избыток воздушного давления.

    2.из бака течет вода, если в доме открывается кран, затем автоматическое управление снова включает насос.

    Гидроаккумулятор имеет простое строение. В состав входит корпус из металла, герметичная мембрана, делящая внутреннее пространство на два отсека. В первом содержится воздух, во второй поступает вода. После того, как заполнится гидроаккумулятор, реле выключает насосное оборудование. Во время открытия крана воздух давит на мембрану, и вода перетекает в водопровод. При опустошении бака напор в трубах слабеет, автоматически начинает работать насосное оборудование. И цикл повторяется по – новому.

    Если бак пустой, то мембрана сжимается, прижимаясь к фланцу трубы для входа. Когда начинает работать насос, мембрана выпрямляется под действием водного давления, при этом воздух сжимается и его давление повышается. Во взаимодействии газа и жидкости через изменяющуюся перегородку заключается основной принцип действия бака с мембраной в насосном устройстве.

    Подробности

    Как выбрать устройство

    Если станция производится на заводе, то она оснащается насосом поверхностного типа, который имеет эжектор внутри, либо снаружи корпуса. Существуют станции с погружным типом насоса, но они носят название насосной системы.

    Если мембранный бак установлен в составе станции, то они могут иметь меньший объем, нежели бак для воды в системах с погружным насосом. Данный параметр зависит от того, что погружные аппараты имеют меньшее число допустимых за час срабатываний насоса, чем насосы поверхностного типа.

    При наличии эжектора внутри поверхностного насоса существует ограничение относительно глубины водозабора. Максимальное погружение составляет восемь метров. При выходе из системы создается сильный напор жидкости, имеющий столб до 60-ти метров, под давление до шести бар.

    Пробки из воздуха не перебьют работу внутреннего эжектора. Сначала устройство прокачает воздух, далее нагнетая воду в трубопровод из источника. Недостатком станции, которая имеет внутренний эжектор, считается сильный шум во время функционирования насоса. Если в планах устанавливать насос в доме, то лучше подготовить для этого подсобное помещение, имеющее звукоизоляцию.

    При установке эжектора выносного типа можно опускать насос в скважину на глубину до пятидесяти метров. Работа насоса экономична, но не такая продуктивная, КПД не превышает сорока процентов. Плюсом считается их тихая работа.

    Как выбрать место для установки станции

    Место расположения оборудования зависит от характеристик насоса. Способности всасывания насосом уменьшаются на метр при каждом удлинении горизонтального трубопровода, который проложен между насосным устройством и скважиной.

    При удалении насоса от скважины свыше 10-ти метров следует устанавливать агрегат, имеющий высокий уровень глубины всасывания. Станция может располагаться:

    1.в специальном кессоне, расположенного вне помещения недалеко от скважины.

    2.в специальном теплом помещении, сооруженном для насоса.

    3.в подвальном помещении.

    При обустройстве стационарного варианта снаружи здания следует устанавливать кессон, от него прокладывать напорную трубу до дома, которую закапывают в траншею на глубину ниже слоя промерзания почвы.

    Внимание! Если трубопровод планируется эксплуатировать круглый год, то трубопрокаты следует укладывать в землю, ниже, чем находится граница промерзания почвы.

    Если трубопровод используется летом, то его можно укладывать на поверхности земли, либо не заглубляя ниже шестидесяти метров.

    При монтаже насосной станции в подвальной, или нулевом этаже следует позаботиться о теплоизоляции устройства. Всасывающая труба должна проходить ниже уровня замерзания земли.

    Иногда скважина располагается внутри дома, и трубопровод имеет малую протяженность. Не каждый коттедж позволяет сделать монтаж насоса таким образом.

    В отдельном здании можно ставить насосные агрегаты при использовании их в теплое время года. Иначе следует проводить отопление помещения, лучшим вариантом считается установка станции в уже отапливаемом доме.

    Внимание! В инструкции к насосной станции указывают максимальные температурные показатели, при которых станция работает бесперебойно. Их нужно учитывать, выбирая место установки.

    Плюсы устройства станции, имеющей гидробак

    В автономной системе подачи воды насос считается основной частью конструкции. С помощью него поступает жидкость из колодца, либо скважины. Раздача воды происходит при помощи работы насосного агрегата, либо с применением гидробака, либо с помощью гидроаккумулятора.

    Если использовать для раздачи жидкости один насос, то могут возникнуть проблемы. Такая конструкция будет работать постоянно, что сокращает срок службы устройства. При отключении электричества в доме воды вообще не будет.

    Чтобы понизить уровень изношенности, гарантировать обеспечение дома водой в постоянном режиме, применяют накопитель. В качестве него может выступать бак водонапорного типа, который располагают в чердачном помещении, из него вода самотеком поступает к сантехнике. Напор может поддерживать гидроаккумулятор в виде мембранного бака, или гидробака.

    Насос работает, когда нужно восполнить запасы воды в баке. Если станция имеет гидробак, то система управления срабатывает по показателям давления.

    Внимание! Станция, имеющая емкость для накопления воды, создает резерв жидкости, если отключат электричество. В то время как оборудование, имеющее гидробак, прекратит работу без электропитания полностью.

    Емкость с водой отличается значительным весом, если ее ставить на чердаке, то понадобится дополнительно укреплять перекрытия, также утеплять помещение. Если бак мембранного типа, то такая конструкция более удобна, практична в применении. В основе принципа действия такой станции лежит искусственное поддержание напора жидкости в трубопроводе. Насос для выкачивания воды начинает работу только, чтобы заполнить бак. Сжатый воздух помогает подавать воду в систему.

    Вариант, имеющий расширительный бак, отличается от гидропневматической установки более громоздкими размерами. При работе мембранного гидроаккумулятора исключаются гидроудары на сеть, поддерживается стабильный напор в трубопроводе, обслуживать данный тип устройства проще. Эти качества можно отнести к положительным характеристикам гидробака.

    К недостаткам гидроаккумуляторной станции относят зависимость от электричества. Накопительный бак имеет стандартные объемы от 25 до 30 л. Насос работает часто, чтобы заполнять его, при отсутствии электроэнергии жидкости надолго не хватает. Поэтому следует устанавливать автономный генератор энергии.

    Частые неполадки станций

    При перебоях в работе станции, связанных с частым включением агрегата, при этом он сразу же выключается, нужно осмотреть гидроаккумулятор на показатель давления воздуха. Если оно понижено, то его подкачивают. При неповрежденной мембране с корпусом бака устранить неполадку легко. При нарушении целостности деталей придется обращаться в сервис для ремонта.

    Если на ниппеле, расположенном на воздушном клапан, появляются капли воды, следует сразу же отсоединить гидроаккумулятор от водопровода. Данный признак свидетельствует о неполадках в мембране. Ее придется заменить. Нельзя допускать попадание воздуха в водопровод дома.

    Если оборудование не включается, осматривают рычаг управления давлением. В некоторых ситуациях на реле установлено давление, превышающее рабочее. Иногда воздух проникает в шланг для всасывания, от этого срабатывает система защиты от хода «всухую».

    Повысительная Насосная Станция: Принцип Работы + Установка

    Насосная станция повысительная

    Повысительные насосные станции, или как их ещё называют станции подкачки, обустраивают в качестве вспомогательного элемента водопроводных и канализационных систем, обслуживающих такие объекты, как: высотные здания, жилые микрорайоны, коттеджные посёлки. Как устроены насосные станции для повышения напора воды, какое оборудование в них используется?
    На эти и другие вопросы мы постараемся дать исчерпывающие ответы, а поможет нам видео в этой статье.

    Как функционирует повысительная станция

    Насосная станция отличается от просто насоса тем, что представляет собой комплект оборудования в сборе. В бытовом варианте, это насос с гидроаккумулятором (см. Схема подключения гидроаккумулятора к погружному насосу: какая лучше), деталями трубопровода, фасонными элементами и пускозащитным устройством, который может быть установлен своими руками в квартире или на приусадебном участке.

    Инструкция производителя, прилагаемая к такому комплекту, содержит и подробную схему подключения:

    • Промышленная повысительная насосная станция, проект которой должен быть привязан к объекту ещё в процессе строительства, имеет, как минимум, два насоса: основной и резервный. Максимально, такая станция может быть оснащена шестью насосами: четырьмя рабочими, и двумя резервными.

    Бытовая станция для повышения давления воды

    • Роль запасного насоса трудно переоценить. Повысительные станции практически всегда работают в автоматическом режиме.
      Каждый резервный насос отвечает за свою группу рабочих агрегатов. Если, при получении команды «пуск», один из них по какой-то причине не запускается в течение 10 секунд, в работу включается резервный насос.
    • Цена такой станции зависит от её комплектации: количества насосов и их мощностных характеристик; варианта автоматики; опций, предлагаемых производителем. Режим работы повысительной станции может быть круглосуточным.
      В таком случае, её подключают непосредственно к трубопроводу, и она будет запускаться каждый раз, когда давление в трубах начнёт ослабевать. В производственных трубопроводах такую схему используют чаще всего.
    • Что касается жилых комплексов, то там напор воды падает в определённые часы, когда происходит максимальное водопотребление. В таком случае, режим работы повысительной станции может быть ступенчатым.
      Тогда группу насосов подключают к трубопроводу не напрямую, а через накопительный резервуар. Как только уровень жидкости в нём падает до определённой отметки, поплавковые датчики дают команду на запуск и подкачку воды.

    Промышленная насосная станция

    • Для того чтобы станция могла нормально функционировать, давление в подающем трубопроводе не должно быть меньше 10м. В противном случае, в трубопроводе всасывающем образуется вакуум, либо может произойти разгерметизация соединений, с последующим подсосом загрязнённого воздуха.
    • Расчёт напора и подачи насосных агрегатов определяются на стадии проектирования системы водоснабжения — причём, каждой станции присваивается своя категория обеспечения подачи. Станции подкачки чаще относят к III категории. Они могут обслуживать не только питьевой, но и противопожарный трубопровод. Категория станции в этом случае, будет более высокая.

    Вот как выглядит эта классификация:

    Категория подачи Какие насосные станции относятся к данной категории Режим подачи
    I категория
    • Системы водоснабжения населённых пунктов с водопотреблением более 40000 м3 в сутки.
    • Хозяйственно-противопожарные водопроводы.
    • Производственные водопроводы и системы водоотведения.
    Допускается перерыв в подаче не более 10 минут
    II категория
    • Насосные станции, обеспечивающие подачу воды в небольшие населённые пункты или отдельные жилые комплексы, с водопотреблением менее 40000 м3 в сутки — но при условии наличия альтернативных возможностей для тушения пожара.
    • Насосные канализационные станции систем водоотведения для районов, с количеством жителей от 600 до 50000 человек.
    Подача может осуществляться с перерывом до 6 часов.
    III категория
    • Поливочные водопроводы.
    • Канализационные станции в населённых пунктах с небольшим числом жителей (до 500 чел.).
    Эта категория станций может прерывать подачу не более, чем на сутки.

    При необходимости транспортировки воды на длинные дистанции, давление в напорном трубопроводе снижается прямо пропорционально его протяжённости. Таким образом, чтобы компенсировать потерю напора, возникает прямая необходимость установки на трассе магистрали повысительных станций — и даже не одной, а нескольких.
    Они не заглубляются, а устанавливаются на горизонтальной наземной площадке, либо размещаются в отдельном павильоне или капитальном здании.

    Производственные водопроводы

    Не каждое предприятие может похвастать наличием автономного водопровода. Большинство из них, пользуются водой из городских водопроводов, на общих основаниях.
    Проблема только в том, что напора имеющегося трубопровода для производства бывает недостаточно – тем более, что в часы пик давление воды существенно снижается.

    • Поэтому, предприятиям, которым необходим стабильный напор воды, без повысительной станции невозможно обойтись. Размещается она непосредственно на вводе трубопровода в цех, которому не хватает имеющегося давления воды.
      В системах производственного водоснабжения, нередко используют схемы, предусматривающие её охлаждение и повторное использование.

    Производственная система водоснабжения

    • Чаще всего, оборотная система водоснабжения выглядит так. Есть сборно-накопительный резервуар, в который поступает вода, нагретая в процессе использования до 40 градусов; есть насосы, перекачивающие воду на охлаждающие сооружения.
      В зависимости от размаха производства, это может быть небольшая градирня, технический бассейн, или даже целый пруд.

    После остывания до 15-20 градусов, вода перекачивается в другой резервуар, предназначенный для охлаждённой воды. Из этой ёмкости, она подаётся для участия в технологическом процессе, после чего снова попадает в сборный резервуар для тёплой воды.
    На этом круг замыкается. Таким образом, в оборотной системе участвует три насосных узла, и один из них должен быть рассчитан на перекачку горячей воды.

    Обустройство повысительных станций

    Комплектация оборудования, и схемы его компоновки на повысительных насосных станциях, прежде всего, зависят от конструкции подводящих трубопроводов, к которым они должны будут подключаться. Станция подкачки, входящая в систему напорного трубопровода, по всем параметрам похожа на обычную насосную станцию II подъёма, которую вы видите на фото снизу.
    Итак:

    • Её функция проста: насосные агрегаты забирают воду из трубопровода с низким напором, повышают его до расчётного показателя, и подают в трубопровод высокого давления. В таких системах используется коллекторная схема подключения.
    • Оба коллектора (один высоконапорный, а другой низконапорный) располагают в том же здании, где установлена и сама насосная станция. Трубопроводы диаметром 150 мм укладывают чуть ниже уровня пола, в специально обустроенных кирпичных каналах или бетонных лотках.

    Водопроводная станция II подъёма

    • Необходимость использования повысительных насосных станций, возникает не только в водоснабжении, когда при недостаточном давлении в подающем трубопроводе, большая часть пользователей может оставаться практически без воды.
      Они так же устанавливаются и в канализационных системах — там проблемой может стать застой фекальных вод, которые необходимо вовремя отводить коллектор. В зависимости от назначения, все станции подразделяются на водопроводные, и станции водоотведения.
    • По расположению в общей цепочке схемы, все они классифицируются, как станции I, II, III подъёма (количество подъёмов может быть и больше), а так же циркуляционные и повысительные. Повысительные станции никогда не бывают станциями I подъёма, которые питаются непосредственно от водозабора. Они устанавливаются на трассе трубопровода, или перед непосредственным вводом в объект водопотребления.
    • Так как повысительные станции берут воду из трубопровода, а не из резервуара, регулировать самостоятельно подачу они не могут — но это в водопроводных системах. Что касается станций водоотведения, то их основной задачей является подача сточных вод к очистным сооружениям, либо их перекачка из одного канализационного бассейна в другой.
      Когда рельеф местности не позволяет спроектировать самотечную канализацию, приходится решать вопрос со строительством напорного трубопровода.

    Повысительная станция в ливневой канализационной системе

    • В таких случаях, без повысительной станции тоже не обойтись, так как при транспортировке стоков давление в трубах постепенно уменьшается. В коллекторных системах, станция забирает воду из накопительной ёмкости.
      Туда она, чаще всего, попадает самотёком, а затем, под давлением, подаётся в напорный трубопровод. По такому принципу работают, например, ливневые канализации.
    • При проектировании насосных станций должно быть учтено множество нюансов. Виды и мощности оборудования, а так же его компоновка, должны соответствовать реальным условиям эксплуатации — в том числе учитывать и возрастающие объёмы водопотребления.
      Очень важно, чтобы была предусмотрена возможность увеличения напора и подачи, а также вероятность модернизации в будущем.

    Наиболее важной задачей для такого сооружения, является обеспечение бесперебойного режима эксплуатации, а так же комфортной работы обслуживающего персонала (см. Машинист насосных установок: требования ЕТКС). В конечном итоге, соблюдение всех этих требований способствует: как уменьшению себестоимости сооружения, так и снижению затрат при его эксплуатации.


    Насосные станции

    Главное, чем автоматическая насосная станция отличается от обыкновенного насоса – это наличие гидроаккумулятора – накопительного бака с эластичной мембраной внутри, которая служит для создания давления в системе. Насос наполняет мембранный бак, из которого происходит раздача воды потребителям. Автоматика управления состоит из реле, включающего и выключающего насос и датчика давления, дающего команду на управление насосом в зависимости от давления в гидроаккумуляторе. Таким образом, когда открывается кран или включается бытовая техника, количество воды в мембранном баке уменьшается, давление падает до определенного уровня и реле давления дает команду на включение насоса, который автоматически выключается, когда давление достигает установленного верхнего порогового значения. Визуальный контроль рабочих параметров, например, при настройке, можно осуществлять при помощи манометра.

    Если вы хотите организовать автономное водоснабжение частного дома, скорее всего вам понадобится насосная станция для воды. Рассмотрим отличие насосной станции от обыкновенного насоса, а также поговорим об особенностях этого оборудования.

    Современная насосная станция водоснабжения для дома может быть укомплектована дополнительным оборудованием:

    • сетчатым фильтром для защиты насоса от попадания абразивных частиц в механизм;
    • обратным клапаном;
    • защитой электродвигателя от перегрузок и перегрева, а также от «сухого хода»;

    Если на выбранной вами модели вышеперечисленного оборудования нет, настоятельно рекомендуем приобрести его дополнительно. Это может значительно продлить срок эксплуатации насосной станции.

    Система с погружным насосом или насосной станцией, что выбрать?

    Прежде чем перейдем к сравнению, выделим достоинства и недостатки насосной станции. Из положительных моментов можно отметить:

    • простоту монтажа и обслуживания;
    • компактность – все необходимое оборудование и автоматика укомплектованы в одном приборе;
    • невысокую стоимость.

    Насосная станция для частного дома имеет и свои недостатки:

    • ограничение по глубине забора воды;
    • высокий уровень шума во время работы насоса;
    • необходимость размещать в помещении или утеплять на зимний период.

    Погружной насос, в зависимости от модели, способен выкачивать воду с большей глубины: до 200 метров. Таким образом, если речь идет о глубокой скважине, альтернатива погружному насосу отсутствует. Водяная насосная станция в этом случае подойдет разве что для раздачи воды из накопительного бака потребителям. Если же выбирать насос для автономного водоснабжения из неглубокого колодца или скважины (с расстоянием до зеркала воды не более 8 метров), то можно применить как погружной насос, так и насосную станцию. Насос дороже, требует специальных навыков для монтажа. Его сложнее обслуживать. К тому же придется самостоятельно собрать систему, состоящую из тех же элементов, что и насосная станция. Поэтому там, где насосная станция применима – ее использование предпочтительнее.

    Насосная станция водоснабжения для дома вполне способна обеспечить комфортные условия для работы сантехнических приборов и бытовой техники. Современные агрегаты могут подавать воду на расстояние до 300 метров от источника, а также создавать давление до 2 атмосфер, что вполне достаточно не только для небольшого дома, но и двухэтажного коттеджа. Если прибавить к этому надежную заводскую сборку и гарантию от производителя, то бесперебойное водоснабжение дома с помощью насосной станции будет обеспечено на долгие годы.

    Принцип работы и правильный режим работы встроенной быстровозводимой насосной станции

    Встроенная сборная насосная станция представляет собой устройство, которое подает мощность и давление на насосную станцию ​​за счет мощности водяного насоса, так что жидкость, которая не может свободно течь, может быть нормально сброшена и транспортирована! Встроенная сборная насосная станция представляет собой профессиональное оборудование, используемое для улучшения всасывания, сброса и транспортировки сточных вод, дождевой воды, сточных вод и питьевой воды.
    Так каков же принцип работы встроенной быстровозводимой насосной станции? Как правильно использовать и эксплуатировать встроенную быстровозводимую насосную станцию?

    Интегрированная сборная насосная станция в основном использует перепад давления на уровне воды для управления запуском и остановкой насоса. Есть два способа проверить разницу давлений. Когда датчик перепада давления исправен, датчик перепада давления используется для оценки уровня воды для запуска насоса. И отключается, когда датчик перепада давления поврежден, обычный поплавок используется для обратной связи по уровню воды, а насос управляется для запуска и остановки.


    При использовании насосной станции необходимо регулярно очищать и очищать решетку корзины. В зависимости от расхода воды работает дробящая решетка. Дробящая решетка начинает ломать несколько магазинов, и нечистоты попадают в насосную станцию. Забор должен отдыхать. Это связано с тем, что сточные воды поступают непосредственно в насосную станцию, и примеси блокируются. Когда он будет запущен снова, примеси будут разрушены.
    Решетки корзин необходимо регулярно чистить, в зависимости от расхода воды.Решетка дробящего типа, при работе дробильная решетка начинает дробить некоторые загрязнения, и сточные воды поступают в насосную станцию. В течение этого периода сетке необходимо «отдохнуть». В это время сточные воды поступают непосредственно в насосную станцию, и примеси блокируются. Когда он будет запущен снова, примеси будут разрушены.

    Как правильно работает насос для сточных вод?
    Три канализационных насоса работают попеременно. Двое работают и один отдыхает. По очереди отдыхайте. Работайте попеременно.Уровень воды не может быть выше платформы обслуживания.
    Функция вентиляционного отверстия над насосной станцией заключается в предотвращении превышения нормы вредного газа. Перед капитальным ремонтом произвести сброс газа для обеспечения безопасности персонала, спускающегося в скважину на работу.

    Принцип действия турбомолекулярного насоса

    4.9.1.1 Принцип действия турбомолекулярного насоса

    Насосное действие устройства, состоящего из ротора и лопаток статора основан на передаче импульсов от быстро вращающиеся лопасти к молекулам перекачиваемого газа.Молекулы, которые сталкиваются с лопастями, адсорбируются там и снова покидают лопасти через определенный промежуток времени. В этом процессе добавляется скорость вращения лезвия. к тепловой молекулярной скорости. Для обеспечения того, чтобы составляющая скорости то, что передается лопастями, не теряется из-за столкновений с других молекул, в насосе должен преобладать молекулярный поток, т.е. е. средний свободный пробег должен быть больше, чем расстояние между лопастями

    В случае кинетических насосов противодавление возникает, когда перекачка газа; это вызывает обратный поток.Скорость откачки обозначается $S_0$. Объемный расход уменьшается по мере увеличения давления и достигает значения 0 при максимальной степени сжатия $K_0$.

    Рисунок 4.22: Принцип действия турбомолекулярный насос

    Степень сжатия

    Степень сжатия, которая обозначается $K_0$, можно оценить по Геде [25]. Для визуально плотной конструкции лезвия применимо следующее (рис. 4.22):

    \[K_0=\mbox{exp}\left( \frac{1}{g} \cdot \frac{1}{\mbox{sin} \alpha} \cdot \frac{v}{\bar{c}} \right)\]

    Формула 4-8: Степень сжатия турбонасоса

    $\бар{с}$ Средняя скорость молекулы [м · с -1 ]
    $v$ Окружная скорость [м · с -1 ]

    Геометрические соотношения взяты из рисунка 4.22. Множитель $g$ равен от 1 до 3 [26]. Из уравнения видно, что $K_0$ растет экспоненциально со скоростью лопасти $v$, а также со скоростью $\sqrt{M}$, поскольку

    $\bar{c}=\sqrt{\frac{8 \cdot R \cdot T}{\pi \cdot M}}$ (Формула 1-10)

    Следовательно, степень сжатия для азота, например, значительно выше, чем у водорода.

    Объемный расход (скорость откачки)

    Скорость откачки $S_0$ пропорциональна входной площади $A$ и средняя окружная скорость лопастей $v$, т.е.е. скорость вращения. С учетом угла лопасти $\alpha$ получаем:

    \[S_0=\frac{1}{2} \cdot A \cdot v \cdot \mbox{sin} \alpha \cdot \mbox{cos} \alpha = \frac{1}{4} \cdot A \cdot v \cdot \mbox{sin}2 \alpha\]

    Формула 4-9: Скорость откачки турбонасоса

    С учетом входной проводимости фланца

    $C_{Ef}=\frac{\bar{c}}{4} \cdot A$ (формула 1-24)

    , а также оптимальный угол лезвия 45°, обеспечивает примерная эффективная скорость откачки S эфф турбонасоса для тяжелых газы (молекулярная масса > 20) в соответствии со следующими формула:

    \[S_{eff}=\frac{S_0 \cdot L_{Ef}}{S_0+L_{Ef}}=\frac{A \cdot v}{4 \cdot \left(\frac{v}{\ бар{с}}+1\вправо)}\]

    Формула 4-10: Эффективная скорость откачки турбонасоса

    Деление эффективной скорости откачки на входную поверхность лопастей самого верхнего диска и занимая площадь, заблокированную лезвием с учетом толщины с коэффициентом $d_f \ приблизительно $ 0.9, дает удельная скорость откачки турбонасоса по азоту, например (кривая на рис. 4.23):

    \[S_A=\frac{S_{eff}}{A}=\frac{d_f \cdot v}{4 \cdot \left(\frac{v}{\bar{c}}+1\right)}\]

    Формула 4-11: Удельная скорость откачки

    По оси Y на рис. 4.23 отложена удельная скорость откачки. л·с -1 ·см -2 и среднее лезвие скорость $v=\pi \cdot f \cdot (R_a+R_i)$ отложена по оси X.2) \cdot \pi$, получает скорость откачки насоса и позволяет сравнивать ее с информацией каталога.

    Рисунок 4.23: Удельная скорость откачки турбонасоса

    Точки, нанесенные на рис. 4.23, определены методом Пфайффера. Вакуум на основе измеренных значений указанных насосов. Точки намного выше построенной кривой физически невозможны.

    Рисунок 4.24: Скорость откачки как функция относительной молекулярная масса

    Рис. 4.25: Скорость откачки в зависимости от входа давление

    Определенные таким образом скорости откачки еще ничего не говорят о значениях для легких газов, напр. для водорода. Если турбонасос рассчитан на низкое предельное давление, используются насосные ступени с различными углами наклона лопаток и градация оптимизирована для максимальной скорости откачки для водород. Это позволяет производить насосы с достаточной степенью сжатия для как водород (примерно 1000), так и азот, который должен быть 10 9 из-за высокого парциального давления азота в воздухе.В этом случае чисто турбомолекулярных насосов, форвакуумные давления приблизительно 10 -2 мбар требуется из-за их молекулярного поток.

    Рисунок 4.26: Принцип работы столика Холвека

    PHMSA: Взаимодействие с заинтересованными сторонами — Насосные станции

    Краткие факты:

    • Насосно-компрессорные станции предназначены для транспортировки неочищенной нефти, нефтепродуктов и сжиженного природного газа по трубопроводам.

    Обзор

    Сырая нефть, нефтепродукты и природный газ должны транспортироваться на большие расстояния, чтобы быть доступными для конечных пользователей (потребителей). В целях транспортировки и хранения часть природного газа сжимают до жидкого состояния при пониженной температуре. Из-за длины трубопроводов и вариаций топографии, по которой они проходят, требуются механические средства для поддержания движения товара.

    Товар внутри трубопровода перемещается под действием силы (давления).По мере движения товара давление снижается из-за «потерь на трение» в трубе. Чтобы товар продолжал двигаться, необходимо увеличить давление вдоль трубопровода. Повышение давления достигается за счет использования насосов и компрессоров.

    Принципы работы насосов и компрессоров в основном одинаковы. Насосы используются для жидкостей, а компрессоры для газа. Газы и жидкости перемещаются через рабочие колеса в компрессоре или насосе. Это увеличивает давление на выходе компонента.Величина повышения давления зависит от конструктивных характеристик компрессора или насоса.

    Насосы устанавливаются примерно через каждые 20–100 миль, в зависимости от характеристик продукта и местности, которую необходимо пересечь. В холмистой местности повышение давления требуется чаще, чем на равнинной местности. Точно так же компрессоры обычно располагаются через каждые 40–100 миль, опять же в зависимости от особенностей местности.

    Регулирование насосов и компрессоров

    Насосы и компрессоры на линиях электропередачи регулируются Управлением по безопасности трубопроводов и государственными регулирующими органами в соответствии с 49 CFR, части 192 и 195.

    Насосы и компрессоры: где я могу узнать больше?

    Дата пересмотра: 01112018

    УВЕДОМЛЕНИЕ О ЭКЗАМЕНЕ — Государственная служба Амстердама объявляет открытый конкурсный экзамен для оператора насосной станции очистки сточных вод Open-Competitive, и у них одинаковое название, но разные квалификации и разные номера экзаменов.Поэтому вам ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно очень внимательно посмотреть, прежде чем подавать заявку на любой из этих экзаменов!

    УВЕДОМЛЕНИЕ О ЭКЗАМЕНЕ

    Государственная служба Амстердама объявляет открытый конкурсный экзамен по специальности

    Оператор насосной станции очистки сточных вод

    Открытый конкурсный экзамен № 65-604 Город Амстердам

    Станция очистки сточных вод

    Дата экзамена: август 7, 2021

    Дата последней подачи: 1 июля 2021 г.

    Вакансии: В настоящее время этот список будет использоваться для любых будущих вакансий.

    Начальная зарплата: $59 983,00

    Требования к резидентам: Ни одно, кроме жителей Амстердама. Чтобы соответствовать предпочтениям, кандидат должен быть законным резидентом города Амстердама в течение как минимум одного (1) месяца, непосредственно предшествующего дате письменного теста.

    Общее описание обязанностей: Контролирует и участвует в эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте трех основных городских насосных станций. Выполняет соответствующую работу по мере необходимости.

    Отличительные черты класса: Это очень ответственная должность, требующая сильных технических и механических способностей. Оператор насосной станции работает под общим руководством главного оператора станции очистки сточных вод и совместно с главным механиком по очистке сточных вод для решения вопросов ремонта и технического обслуживания на трех насосных станциях. Оператор насосной станции несет ответственность за соблюдение правил Департамента охраны окружающей среды штата Нью-Йорк (NYSDEC) в отношении отчетности и предотвращения переливов, а также любых будущих требований, которые могут потребоваться NYSDEC.Должность позволяет осуществлять степень независимости при выполнении своих обязанностей в соответствии с установленными политиками и процедурами. Оператору насосной станции может потребоваться помощь в решении вопросов, связанных с ремонтом и техническим обслуживанием на очистных сооружениях.

    Минимальная квалификация:

    Окончание средней школы или наличие аттестата об окончании средней школы, а также (2) многолетний опыт эксплуатации и обслуживания насосных станций сточных вод производительностью не менее 1400 галлонов в минуту.

    Предмет экзамена:

    1. Эксплуатация и техническое обслуживание насосов, клапанов и связанного с ними механического и электрического оборудования: Эти вопросы проверяют знание принципов и процедур, связанных с эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом насосов, клапанов и соответствующее механическое и электрическое оборудование, включая двигатели и электрические схемы; и за способность идентифицировать различные типы насосов, клапанов и сопутствующего оборудования и понимать их функции.

    2.Инструменты, механические способности и чтение шкал, счетчиков и датчиков: эти вопросы проверяют знание инструментов, используемых на водоочистных сооружениях и очистных сооружениях; способность идентифицировать различные типы инструментов и их использование; знание общих принципов механики и работы различных типов механических устройств, таких как шестерни, шкивы, рычаги, клапаны и аналогичные типы механического оборудования; и способность читать и интерпретировать информацию, отображаемую на различных типах весов, метров и датчиков.

    3. Насосные операции и связанные с ними арифметические вычисления: Эти вопросы проверяют знание насосных операций, включая такие области, как терминология и основные принципы, связанные с насосами и насосными операциями; приборы и оборудование, применяемые при насосных работах, в том числе различные типы насосов и их составные части; устранение неполадок с насосами и разработка решений; осмотр и обслуживание насосов; и способность выполнять основные арифметические вычисления, связанные с операциями перекачки.

    Руководство по тестированию: Департамент гражданской службы штата Нью-Йорк не подготовил руководство по тестированию для этого экзамена. Тем не менее, кандидаты могут найти информацию в публикации «Общее руководство по письменным тестам», которая будет полезна при подготовке к этому тесту. Эта публикация доступна в Интернете по адресу: https://www.cs.ny.gov/testing/testguides.cfm

    . или отправив официальный конверт с обратным адресом и маркой по адресу:

    Amsterdam Civil Service Commission, City Hall 61 Church St.Amsterdam NY  12010

    Заявки, полученные после истечения крайнего срока подачи, не принимаются. Заявитель должен убедиться, что на все вопросы в заявке даны ответы и что заявка заполнена во всех отношениях. Все заявления, сделанные кандидатами в своем заявлении, подлежат проверке. Этот отдел не подтверждает получение заявок. Кандидаты будут уведомлены о решении их заявки. Кандидаты будут уведомлены письмом о том, когда и где явиться для прохождения письменного теста.Если кандидаты не получили уведомление о явке на письменный тест за три (3) дня до даты экзамена, им следует позвонить в наш офис по телефону (518) 841-4341.

    Плата за подачу заявки: За каждый отдельно пронумерованный экзамен, на который вы подаете заявку, взимается невозмещаемый регистрационный сбор в размере 15 долларов США. Требуемая плата должна сопровождать ваше заявление. Отправьте чек или денежный перевод на имя города Амстердама. Напишите экзаменационный номер (номера) и имя заявителя на чеке или денежном переводе. НЕ ОТПРАВЛЯЙТЕ НАЛИЧНЫМИ.Если ваша заявка будет отклонена, взнос не будет возвращен. Вам следует внимательно ознакомиться с заявленными минимальными квалификационными требованиями и любыми требованиями к месту жительства и подавать заявки только на те экзамены, на сдачу которых вы явно имеете право.

    Религиозный наблюдатель/кандидаты-инвалиды/военнослужащие: абитуриенты, чьи религиозные убеждения или военная служба не позволяют сдать экзамены в назначенный день, а также кандидаты-инвалиды, которым требуются особые условия для сдачи экзамена, должны сообщить о необходимости особых условий.Военнослужащие: если вы подаете заявление на сдачу экзамена в течение периода подачи документов, но находитесь на действительной военной службе в день назначенного экзамена, вы можете запросить военный экзамен. Свяжитесь с гражданской службой Амстердама для получения дополнительной информации. Если вы находитесь на действительной военной службе или уволены после начала периода подачи документов, вы можете подать заявление на сдачу экзамена не позднее, чем за десять дней до даты экзамена.

    Заявление о Разделе 23.2: Этот экзамен будет подготовлен и оценен в соответствии с Разделом 23.2 Закона о государственной службе. К этому экзамену применяются положения Закона о государственной службе штата Нью-Йорк, правила и положения, касающиеся подготовки и оценки экзаменов.

    Сдающие несколько экзаменов: Если вы подали заявление на сдачу как государственных, так и местных государственных экзаменов, вы должны уведомить администрацию Амстердама о своем намерении сдать как государственный, так и местный государственные экзамены. При сдаче как государственного, так и муниципального экзамена вам необходимо сдавать все экзамены в государственном экзаменационном центре.Вам будет сообщено письмом, когда и где явиться на обследование.

    Если вы подали заявку на сдачу других местных экзаменов, позвоните или напишите в каждое агентство государственной службы, чтобы договориться не позднее, чем за две недели до даты экзамена, о том, на каком экзаменационном участке вы будете сдавать экзамен.

    Зачет ветерана: Ветераны или ветераны-инвалиды, имеющие право на дополнительный зачет, должны подать заявку на зачет ветерана вместе с заявлением о сдаче экзамена или в любое время между датами их заявления о сдаче экзамена и датой составления итогового списка правомочных.Заявки на получение ветеранского кредита можно получить в этом офисе. Кредиты ветерана могут быть добавлены только к проходному баллу на экзамене.

    С 1 января 1998 г. в Конституцию штата были внесены поправки, разрешающие кандидату, находящемуся в настоящее время в вооруженных силах, подавать заявление и получать условное признание ветерана на экзаменах. Любой кандидат, который подает заявку на такой кредит, должен предоставить подтверждение военного статуса, чтобы получить условный кредит. Никакой кредит не может быть предоставлен после составления списка.Кандидат обязан предоставить соответствующие документальные доказательства того, что служба проходила во время войны, как это определено в статье 85 Закона о государственной службе, и что кандидат был уволен с почетом или был освобожден на почетных условиях для получения сертификата. по счету, включая кредиты ветерана.

    Изменение адреса: Кандидат обязан уведомить Государственную службу Амстердама о любом изменении имени или адреса в течение срока действия списка правомочных кандидатов.Не будет предпринято никаких попыток найти кандидатов, которые переехали.

    Если какая-либо чрезвычайная ситуация не позволяет вам явиться на экзамен, сообщите об этом в офис (518)841-4341 не позднее 9:00 утра понедельника, следующего за датой экзамена (вторник, если понедельник является выходным днем), предоставив подтверждающую документацию причина. Будет принято решение относительно того, будет ли вам назначена альтернативная дата тестирования.

    Освобождение от платы за подачу заявления: Освобождение от платы за подачу заявления допускается, если вы не работаете и несете основную ответственность за поддержку домашнего хозяйства.Кроме того, освобождение от платы за подачу заявления будет разрешено, если вы определили, что имеете право на участие в программе Medicaid, или получаете дополнительные выплаты по социальному доходу, или государственную помощь (временную помощь нуждающимся семьям/помощь семьям или помощь в социальной сети) или сертифицированы в соответствии с Законом о партнерстве с профессиональным обучением/ Закон об инвестициях в рабочую силу, имеющий право через государственное или местное агентство социальных услуг. Все заявления об освобождении от платы за подачу заявки подлежат проверке. Если вы можете подтвердить право на освобождение от платы за подачу заявки, заполните форму «Запрос на освобождение от платы за подачу заявки и сертификацию» и отправьте ее вместе с заявкой до закрытия рабочего дня в крайний срок подачи заявок, указанный в объявлении об экзамене.

    Дети пожарных и полицейских, погибших при исполнении служебных обязанностей: В соответствии со статьей 85-а Закона о государственной службе дети пожарных и полицейских, погибших при исполнении служебных обязанностей, имеют право на получение дополнительных десяти баллов в конкурсный экзамен для первоначального назначения в том же муниципалитете, в котором служил его или ее родитель. Если вы соответствуете требованиям для участия в этом экзамене и являетесь ребенком пожарного или полицейского, убитого при исполнении служебных обязанностей в этом муниципалитете, пожалуйста, сообщите об этом в этот офис при подаче заявления на экзамен.У кандидата, претендующего на такой кредит, есть как минимум два месяца с момента окончания срока подачи заявок, чтобы предоставить необходимую документацию для подтверждения права на дополнительный кредит. Однако никакие кредиты не могут быть добавлены после составления приемлемого списка.

    Город Амстердам / равная возможность работодателя

    Комиссия по государственной службе: Gary Mcneil, председатель

    Lynn Kot, комиссар

    MARY ANNE SEMKIW, комиссар

    11/18/2016

    Page 5 из 5

    0

    человек достиг

    0

    Boost Post

    вроде

    комментарий

    Share

    Share

    Разработка и модернизация инфраструктурных систем в структурной неопределенности

    1.Введение

    При проектировании и модернизации инфраструктурных систем растущая неопределенность в отношении их будущих условий эксплуатации ставит перед инженерами задачу. Помимо изменения климата, инженеры сталкиваются с началом перехода в энергетической системе от ископаемых к возобновляемым источникам энергии, а в быстро развивающихся странах глобального Юга — с беспрецедентной урбанизацией и социально-экономическими изменениями. Как эти события будут развиваться в ближайшие десятилетия, пока неясно (Lempert et al., 2006). В переводе на область проектирования инфраструктуры глубокая неопределенность — это состояние, при котором инженеры не знают или не могут согласовать (1) подходящие модели для описания взаимодействий между переменными инфраструктурной системы и ее взаимодействия с операционной средой, (2) распределения вероятностей чтобы представить неопределенность в отношении ключевых параметров в этих инфраструктурных системах, или (3) как оценить желательность альтернативных проектов (адаптировано из Lempert et al., 2006).

    До сих пор инженерная теория и практика были сосредоточены на разработке вероятностных методов проектирования для разработки оптимальных проектов (Doorn & Hansson, 2011; Madanat et al., 1997; Vrijling, 2001). Эти методы в настоящее время успешно приспособлены для учета новой вероятностной реальности, например, путем уменьшения масштаба гидрометеорологических данных для проектирования городских дренажных систем (Cook et al., 2017). Однако оптимальность дизайна критически зависит от предполагаемой вероятностной характеристики.В условиях глубокой неопределенности такие характеристики сами по себе неопределенны. Игнорирование этого может привести к близорукости при принятии решений, когда оптимальный проект не учитывает должным образом неопределенности, влияющие на его производительность. В таких условиях надежность работы инфраструктурной системы в различных будущих условиях предпочтительнее статистической оптимальности в качестве критерия оценки проектов (Herman et al., 2015; Maier et al., 2016; McInerney et al., 2012).

    Проблеме поддержки планирования и проектирования в условиях глубокой неопределенности уделяется довольно много внимания в литературе по планированию (Walker et al., 2013). Такие методы, как планирование на основе предположений (Дьюар, 2002 г.), (многоцелевое) надежное принятие решений (Гровс и Лемперт, 2007 г.; Каспршик и др., 2013 г.), адаптивное формирование политики (Хамарат и др., 2013 г.; Кваккель и др.). ., 2010; Уокер и др., 2001), Варианты адаптации (Wilby & Dessai, 2010), Переломные моменты адаптации и пути адаптации (Haasnoot et al., 2012; Wise et al., 2014), Пути адаптивной политики (Haasnoot et al., 2014). al., 2012), среди прочего, в настоящее время все больше и больше применяются в практике планирования и политики.В этой статье делается попытка применить подход и методы, лежащие в основе планирования и разработки политики в условиях глубокой неопределенности, к области проектирования инфраструктуры.

    С аналитической точки зрения все основанные на моделях подходы к проектированию в условиях глубокой неопределенности основаны на идее исследовательского моделирования (Bankes, 1993; Kwakkel, 2017; Walker et al., 2013). Традиционно поддержка принятия решений на основе моделей основывается на прогнозирующем использовании моделей. Имитационные модели используются для прогнозирования будущих последствий, а проекты оптимизируются с учетом этих прогнозов.В условиях глубокой неопределенности такое прогностическое использование моделей вводит в большое заблуждение. Вместо этого модели следует использовать в исследовательской манере для создания сценариев «что, если», для изучения поведения системы и для выявления критических комбинаций допущений, которые имеют значение для дизайна (Weaver et al., 2013). В этом исследовательском подходе единственный оптимальный план, являющийся результатом прогностических подходов, уступает место подходу, который приводит к надежному плану, удовлетворительно работающему во многих возможных вариантах будущего.

    В этой статье мы представляем общую основу для проектирования инфраструктурных систем в условиях глубокой неопределенности. Структура основана на методах, разработанных в политических науках, и проиллюстрирована проектированием польдерной насосной станции. В разделе «Надежная конструкция польдерной насосной станции: основа» мы сначала представляем надежность как альтернативу оптимальности в качестве критерия проектирования в условиях глубокой неопределенности, а затем представляем основу для применения многокритериального надежного моделирования к проектированию инфраструктуры.В разделе «Надежная конструкция польдерной насосной станции: применение каркаса» мы применяем этот каркас к конструкции польдерной насосной станции в Нидерландах. Заключительный раздел, результаты, представляет и обсуждает наши выводы.

    2. Прочная конструкция польдерной насосной станции: каркас

    2.1. Надежность инженерного проектирования

    В условиях глубокой неопределенности надежность функционирования инфраструктуры в различных будущих условиях является предпочтительным критерием принятия решения (Maier et al., 2016; Мец и др., 2001; Розенхед и др., 1972). Однако понятие надежности неоднозначно и может пересекаться с такими родственными понятиями, как устойчивость, надежность, гибкость (Anderies et al., 2013; de Haan et al., 2011) и поэтапность строительства (Creaco et al., 2015).

    Кук и др. (2017), вслед за Faturechi и Miller-Hooks (2014), проводят различие между надежностью инфраструктуры, которая представляет собой способность систем оставаться работоспособными во время стихийного бедствия, и отказоустойчивостью, которая представляет собой способность противостоять сбоям, поглощать их и адаптироваться к ним.Уокер и др. (2013) выделяют четыре подхода к планированию, которые могут привести к плодотворной концептуализации применения критерия надежности при проектировании инфраструктуры:

    1. Сопротивление: проектирование для наихудшего возможного случая или будущей ситуации. Это сопряжено с высокими затратами и возможностью значительных чрезмерных инвестиций.

    2. Устойчивость: что бы ни случилось в будущем, убедитесь, что конструкция может быстро восстановиться.

    3. Статическая устойчивость: конструкция, удовлетворительно работающая в самых разных будущих условиях.

    4. Динамическая надежность: конструкция, которая оставляет открытыми варианты и может быть адаптирована к изменяющимся будущим условиям, чтобы конструкция продолжала работать удовлетворительно.

    Надежность в определении Faturechi и Miller-Hooks (2014) сродни определению устойчивости согласно Walker et al. (2013), в то время как отказоустойчивость согласно Фатуречи и Миллер-Хуксу (2014) похожа на смесь определений динамической устойчивости и отказоустойчивости в (Walker et al., 2013). Поэтапное строительство (Creaco et al., 2014) реализует динамическую устойчивость при проектировании водопроводной сети, но, тем не менее, предполагает, что затраты, ставка дисконтирования и требования известны с уверенностью, чего нельзя сказать в условиях глубокой неопределенности. Альтернативный взгляд на надежность предложен Kwakkel et al. (2016), которые различают два определения устойчивости:

    • Снижение неопределенности в отношении ожидаемых последствий данной политики. Таким образом, независимо от того, как сложится будущее, эффективность политики падает в узкой полосе пропускания.

    • Минимизация нежелательных последствий. Таким образом, независимо от того, как разворачивается будущее, эффективность политики будет удовлетворительной.

    Первое определение направлено на обеспечение того, чтобы производительность проекта попадала в узкую полосу пропускания, в то время как второе определение фокусировалось только на том, может ли проект гарантировать минимальный порог производительности. Например, организация по управлению водными ресурсами, модернизирующая польдерную насосную станцию, не хотела бы, чтобы счет за электроэнергию был выше ожидаемого, но они не возражают, если счет за электроэнергию окажется ниже ожидаемого.В первом определении надежности хорошие и плохие отклонения от ожидаемого результата рассматриваются одинаково, тогда как во втором определении учитываются только плохие отклонения.

    Определение подходящего критерия надежности для проектирования системы инфраструктуры зависит от конкретных соображений. Например, для крупномасштабных, долгоживущих, сложных инфраструктурных систем в области мобильности, защиты от наводнений и других инженерных областей устойчивость в соответствии с приведенным выше определением Уолкера и др.(2013), может быть предпочтительнее. Или, для насосной станции, конструктивная конструкция насосной, позволяющая устанавливать дополнительные насосы и двигатели в долгосрочной перспективе, может быть сильным аргументом в пользу применения динамической устойчивости в качестве критерия проектирования. Операционализация критерия устойчивости для нашего тематического исследования обсуждается в разделе 3.2.3. Показатели производительности (М).

    2.2. Метод

    Структура XLRM (Lempert et al., 2003) была разработана для структурирования проблем принятия решений в условиях большой неопределенности и успешно применялась к задачам водораспределения (Murray et al., 2012) и управление качеством воды (Fischbach et al., 2017). В этом вкладе мы принимаем структуру XLRM (рис. 1) для структурирования инженерного проекта водной инфраструктуры, в частности, насосной станции. Структура различает четыре типа факторов: внешние факторы (X), политические рычаги (L), отношения внутри системы (R) и показатели эффективности (M). Внешние факторы — это факторы, находящиеся вне контроля лиц, принимающих решения, которые, тем не менее, могут оказаться важными в определении успеха проекта.В нашем приложении к проектированию инфраструктуры внешние силы представляют собой неопределенности, связанные с будущей производительностью насосной станции. Рычаги политики — это действия, которые в различных сочетаниях составляют альтернативные схемы, рассматриваемые лицами, принимающими решения. В этом контексте политические рычаги являются выбором конструкции насосной станции. Отношения внутри системы описывают способы, которыми различные факторы соотносятся друг с другом. Таким образом, они определяют, как будет развиваться будущее функционирование инфраструктуры, исходя из выбора политических рычагов лицами, принимающими решения, и проявления внешних факторов.Показатели производительности — это индикаторы, которые лица, принимающие решения, и заинтересованные стороны могут использовать для принятия решения о желательности различных альтернативных вариантов. Для насосной станции это такие показатели, как превышение уровня воды, вызывающее потери урожая и ущерб домам и имуществу, а также стоимость инвестиций. В этом исследовании отношения (R) между неопределенностями (X), политическими рычагами (L) и показателями эффективности (M) связаны вместе в модели моделирования и тестирования насосной станции (PSST-модель), разработанной для этого исследования.

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенностиhttps://doi.org/10.1080/23789689.2020.1762402

    система инфраструктуры и проект насосной станции.

    Рис. 1. Структура XLRM для разработки политик, систем инфраструктуры и насосных станций.

    Анализ уязвимости направлен на выявление относительного влияния различных неопределенных факторов на надежность политики или структуры инфраструктуры (Herman et al., 2015). Первым шагом является моделирование работы одной или нескольких альтернативных конструкций насосной станции в различных сценариях. Затем можно исследовать, как на производительность влияют различные неопределенности и выбор конструкции. Этого можно добиться с помощью подходов, основанных на приоритизации факторов, описанных в литературе по анализу чувствительности (Saltelli et al., 2000), и при обнаружении сценариев (Bryant & Lempert, 2010; Kwakkel & Jaxa-Rozen, 2016). В нашем тематическом исследовании мы применяем оценку признаков, которая является альтернативой машинного обучения традиционным глобальным и региональным методам анализа чувствительности (Jaxa-Rozen & Kwakkel, 2018; Spear & Hornberger, 1980; Young et al., 1978). Модель PSST, разработанная для данного исследования (рис. 3), структурирована в соответствии с моделью XLRM (рис. 1), объединяет модель дождевого стока и функциональную модель насосной станции, включая энергоснабжение, использование энергии и альтернативные варианты конструкции.

    Модель PSST использовалась для имитации влияния выбора конструкции и экзогенных неопределенностей на производительность насосной станции. Мы рассмотрели восемь климатических сценариев и шесть энергетических сценариев, что привело к 48 возможным состояниям мира в будущем.Из восьми проектных рычагов сочетание солнечной и ветровой энергии находится в непрерывном диапазоне от 0% до 100%, в то время как остальные семь вариантов дизайна характеризуются набором альтернатив. Пять вариантов являются бинарными, в то время как решение для безопасности рыб имеет три варианта, а управление насосом — шесть вариантов. Эти варианты дизайна приводят к 2 5  × 3 x 6 = 576 вариантов дизайна. Оставшийся выбор смеси солнечного ветра имеет бесконечное количество вариантов, что делает общее количество вариантов дизайна также бесконечным.Чтобы получить представление о возможных результатах, была использована выборка Latin Hypercube для выбора 500 вариантов дизайна для моделирования. Объединение 48 будущих состояний мира и 500 выбранных вариантов дизайна приводит к набору из 24 000 симуляций. Результаты моделирования выражают производительность возможного проекта насосной станции с использованием показателей производительности, измеряющих функциональные, энергетические, экологические и стоимостные характеристики. Результирующий разброс производительности проекта по 48 сценариям используется для количественной оценки надежности.Чувствительность показателей производительности к выбору дизайна и сценариям была проанализирована с использованием дополнительных показателей деревьев (Geurts et al., 2006; Jaxa-Rozen & Kwakkel, 2018). Оценка характеристик дополнительных деревьев дает представление о чувствительности интересующего результата к изменениям как политических рычагов, так и экзогенных неопределенностей путем создания рейтинга чувствительности. Кроме того, мы использовали визуальные аналитические подходы, сочетающие составные оценки плотности ядра Гаусса, графики рассеяния и графики с параллельными координатами.Оценка плотности ядра по Гауссу — это непараметрический способ оценки функции плотности вероятности случайной величины, в нашем случае производительности насосной станции, и, по сути, метод сглаживания данных (Parzen, 1962; Rosenblatt, 1956). Весь анализ осуществляется с помощью инструментария исследовательского моделирования и анализа (Kwakkel, 2017).

    3. Прочная конструкция польдерной насосной станции: применение каркаса

    3.1. Насосная станция Vissering

    Насосная станция Vissering расположена в Нордостполдере недалеко от бывшего острова Урк в Нидерландах (рис. 2).Он предназначен для сброса излишков воды из польдера в Эйсселмер. Noordoostpolder является частью работ в море Zuyder Sea, которые превратили море Zuyder в пресноводное озеро Эйсселмер и вернули большие площади польдеров из бывшего моря Zuyder. Нордостполдер был рекультивирован между 1937 и 1942 годами и имеет общую площадь 48 000 га. Нордостполдер использует систему управления водными ресурсами для водоснабжения и дренажа сельскохозяйственных угодий и защищен дамбами от уровня воды на 4 м выше граничащего с ним Эйсселмера.Из центрального города Эммелорд основные каналы идут на восток, запад и север с насосной станцией в конце каждого основного канала. Совет по водным ресурсам Зёйдерзеланда отвечает за управление водными ресурсами в польдере и, следовательно, за строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание трех насосных станций. Нордостполдер имеет лишь небольшую влажную зону (около 1%), доступную для хранения избыточных осадков, и уровень воды здесь регулярно превышается. За последнее десятилетие Совету по водным ресурсам Зейдерзеланда удалось увеличить емкость для хранения воды, чтобы ограничить превышение уровня воды.Однако изменение климата, оседание почвы и возможное повышение уровня воды в Эйсселмере создают новые проблемы для управления водными ресурсами в Нордостполдере.

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенности (a) (Delta Works Online Foundation, 2004. Публикуется с разрешения) и Noordoostpolder (b) (Waterschap Zuiderzeeland, 2004.Публикуется с разрешения) и изображение насосной станции Vissering (c) (Waterschap Zuiderzeeland, 2018. Публикуется с разрешения). Красная стрелка указывает на расположение насосной станции.

    Рисунок 2. Карты морских сооружений Зюйдер (a) (Delta Works Online Foundation, 2004 г., опубликовано с разрешения) и Нордостпольдер (b) (Водное управление Zuiderzeeland, 2004 г., опубликовано с разрешения) и изображение насосной станции Vissering. (c) (Waterschap Zuiderzeeland, 2018 г. Публикуется с разрешения.). Красная стрелка указывает на расположение насосной станции.

    Насосная станция Vissering открыта в 1940 году. На насосной станции установлены три вертикальных центробежных насоса в бетонном спиральном корпусе. Два насоса имеют производительность 800 м 3 /мин каждый, а третий насос имеет производительность 720 м 3 /мин. Напор (грузоподъемность) 5,5 м. Последняя крупная реконструкция включала замену двух самых старых дизельных двигателей на газовые двигатели. Когда нет необходимости в разрядке, газовые двигатели могут приводить в действие генератор для производства электроэнергии, которая подается в сеть.Насосная станция Vissering будет перепроектирована и отремонтирована в 2021 году. Цель реконструкции — сделать Vissering самой экологичной насосной станцией в Нидерландах.

    3.2. Структурирование задачи проектирования

    3.2.1. Внешние факторы (X)

    В нашем тематическом исследовании внешние факторы (X), имеющие значение для проектирования насосной станции, — это будущие цены на электроэнергию и изменение климата. Чтобы включить эти неопределенности в оценку эффективности альтернативных проектов, мы включили в нашу имитационную модель несколько общепринятых и общепринятых сценариев изменения климата и энергоснабжения, генерируемых специализированными учреждениями.Мы использовали сценарии цен на электроэнергию на Амстердамской энергетической бирже (DNV GL, 2015), обобщенные в виде кривых продолжительности цены на Амстердамской энергетической бирже (APX) для 5 сценариев: обычный бизнес, высокая цена на CO2, устойчивое развитие, видение 3 и видение 4. Базовый набор данных состоит из исторических цен с 2011 по 2015 год (APX, 2016). Мы были вынуждены ограничить количество лет до 5, потому что эти сценарии коммерчески разработаны DNV и поэтому не доступны в виде полных наборов данных. Это ограничивает ценность наших содержательных выводов, но не иллюстрации подхода.Важным, но спорным предположением в этом наборе данных является ограничение, когда цены угрожают стать отрицательными.

    В качестве эталонного сценария для текущего климата мы использовали данные о почасовых осадках и суточной потенциальной транспирации за период 2011–2015 гг. на станции Marknesse, географически близкой к насосной станции Vissering (KNMI, 2016), и применили коэффициент уменьшения площади для компенсации указывают на масштабирование площади (Wolters et al., 2015).

    Для будущего климата мы использовали в общей сложности восемь почасовых наборов данных (Wolters et al., 2015), представляющие климатические сценарии KNMI 2030 и 2050 (Klein Tank et al., 2014), полученные из meteobase.nl (Wolters et al., 2015). Эти восемь сценариев представляют стационарный климат. В нашей модели использовались только последние 5 лет набора данных, чтобы иметь ту же продолжительность, что и сценарии доступной энергии. Сценарии 2030 и 2050 годов содержали единый набор данных для потенциальной транспирации.

    3.2.2. Рычаги политики (L)

    В общем случае проектирования инфраструктуры рычаги политики представляют собой комбинации вариантов проектирования.В нашем случае конструкция насосной станции, конструкция представляет собой сочетание насосов, притока насоса, типа двигателя, управления насосом и, возможно, инновации, например, в электроснабжении. Для разработки вариантов конструкции были проведены целенаправленные и структурированные интервью с профессионалами и исследователями в областях, имеющих отношение к проектированию польдерной насосной станции. Всего было проведено консультирование 16 специалистов в области систем поддержки принятия решений, хранения тепловой энергии водоносных горизонтов, систем управления, энергоснабжения, гидрологии, насосных станций и энергетических рынков.В каждом интервью особое внимание уделялось опыту респондента в отношении проектирования насосных станций. Респонденты были набраны из советов по водным ресурсам, консалтинговых компаний, университетов, институтов знаний и предприятий. Интервью выявили богатый набор вариантов дизайна, включая инновационные варианты, которые в настоящее время обсуждаются специалистами по насосным станциям и в советах по водным ресурсам. Затем эти типовые варианты конструкции были адаптированы к конкретной ситуации на насосной станции Vissering, в результате чего были получены следующие конструктивные рычаги:

    • Количество насосов : количество насосов для установки

    • Тип насоса : стандартные насосы Или рыбы Безопасные насосы, Стандартные рабочие колебания или рыбы Безопасные рабочие колеса

    • Насос Приток : Стандартный приток или Улучшенный приток

    • Тип двигателя : Индукция или постоянный магнит

    • Управление насосом : уровень воды, день, ночь, мощность APX, местная мощность

    • Электроснабжение : сеть, солнечная энергия, ветер, смесь солнечной энергии и ветра

    Количество насосов зависит от выбора конструкции между двумя насосами большего размера или тремя насосами меньшего размера. .Насосы могут быть оснащены улучшенным притоком для снижения энергопотребления на 1,5% и рабочими колесами, безопасными для рыбы, но снижающими энергоэффективность на 2%. Двигатели с постоянными магнитами улучшают энергоэффективность примерно от 1% до 96% по сравнению с 95% для новейших асинхронных двигателей. CAPEX и OPEX двигателей с постоянными магнитами ниже, но их производительность в течение 20 лет и более все еще остается неопределенной. Контроллер насоса оптимизирует активацию насоса и обычно применяет алгоритм оптимизации с учетом функции полезности.Погодная сигнализация использует прогнозы осадков на основе радара, чтобы начать подачу воды задолго до того, как выпадут фактические осадки. Для насосной станции может применяться ряд вспомогательных функций в зависимости от условных факторов. Для реконструкции насосной станции Vissering интерес представляют контроллеры, основанные на уровне воды, разнице дневных и ночных цен на электроэнергию, ценах на электроэнергию на Амстердамской энергетической бирже, местной выработке электроэнергии и их комбинациях.

    3.2.3. Показатели производительности (M)

    Надежная конструкция обеспечивает надежную работу насосной станции в широком диапазоне будущих условий, которая не является слишком дорогой и не приводит к значительным повреждениям в случае сильного дождя.Предпочтительным критерием для переоснащения насосной станции Vissering является статическая устойчивость, поскольку срок службы электромеханических частей не гарантирует динамического подхода. Кваккель и др. (2016) выделяют 3 семейства метрик надежности. Метрики, основанные на сожалениях, сравнивают производительность проекта в определенном состоянии мира (т. Е. Сценарии) либо с наилучшим возможным проектом для этого состояния мира, либо с производительностью базового проекта для этого состояния мира. Удовлетворительные показатели сосредоточены на количестве будущих сценариев, для которых проект соответствует порогу производительности.В этом исследовании мы используем показатели устойчивости, основанные на описательной статистике, средних значениях и дисперсиях, поскольку они не требуют дополнительных предположений об исходном или пороговом уровне, их легко представить и обсудить как средние значения и дисперсии, а также их можно представить визуально и оценить с помощью графика. . Кваккель и др. (2016) представляют пять показателей надежности, основанных на описательной статистике распределения производительности по набору сценариев. Наиболее прозрачный из этих пяти выражает надежность, поскольку в этом исследовании будет использоваться комбинация хорошей средней производительности (μ) и узкой дисперсии (σ).

    Для оценки производительности насосной станции мы использовали четыре категории показателей производительности, измеряющих функциональные, энергетические, экологические и стоимостные показатели. Основная функция управления водными ресурсами польдерной насосной станции заключается в регулировании уровня воды с учетом нехватки воды в засушливые периоды и избытка воды во влажные периоды с целью облегчения землепользования, связанного с водой. Основным видом землепользования на территории подчинения насосной станции Виссеринг является сельскохозяйственное производство.В сельскохозяйственных районах регулирование уровня воды сводится к поддержанию заданного уровня воды как в засушливых, так и во влажных условиях. Потребность в воде, однако, вряд ли вызывает проблемы в Нордостполдере, потому что забор воды под действием силы тяжести возможен из Эйсселмера. Таким образом, наиболее важной задачей насосной станции является предотвращение превышения максимального уровня воды, чтобы избежать повреждения посевов и позволить фермерам работать на своих полях с помощью тяжелой техники. На насосной станции Виссеринг максимально допустимый уровень воды -5.50 м НПД. В нашем примере мы использовали суммарное превышение уровня воды [мм∙ч] в качестве показателя производительности насосной станции.

    Изменение климата поставило вопрос о выбросах CO 2 от их операций и активов на повестку дня советов по водным ресурсам Нидерландов. В 2017 году Союз советов по водным ресурсам подписал Green Deal Energy. Это влечет за собой обязательство к 2020 году обеспечить 40% собственных возобновляемых источников энергии и стремление в конечном итоге стать энергетически нейтральным (UvW, STOWA, & Rijk, 2016). Совет по водным ресурсам Zuiderzeeland в настоящее время изучает вопрос о том, как ввести в действие Green Deal Energy для своей деятельности.В нашу модель мы включили два показателя производительности, связанных с энергетической системой: выбросы CO 2 и энергетическая нейтральность. Выбросы CO 2 выражены в тоннах, а средняя интенсивность выработки электроэнергии CO 2 составляет 0,355 тонн/МВтч (co2emissiefactoren.nl, 2016). Показатель эффективности энергетической нейтральности выражается в процентах от общего потребления энергии насосной станцией, которая производится на месте за счет сочетания солнечной и ветровой энергии.

    С экологической точки зрения, рыба – единственный известный вид, на которого напрямую воздействуют насосные станции.Кунст и др. (2010) показали, что многие насосные станции не спасают рыбу. Эш и Ромменс (2010) разработали модель столкновения с рыбой, которая рассчитывает коэффициент безопасности для рыбы на основе характеристик насоса. Мы применили коэффициент безопасности рыбы в качестве показателя производительности в нашей модели, но не реализовали полную модель столкновения с рыбой на этом этапе процесса проектирования. Вместо этого в качестве приближения мы приняли оценку рыбной безопасности насосной станции Krimpenerwaard (Nieuwkamer & Klinge, 2016).

    Мы включили показатели производительности, связанные с затратами, для инвестиционных, эксплуатационных и энергетических затрат.Ремонт насосной станции требует вложений. С финансовой точки зрения идея состоит в том, что компоненты улучшаются, тем самым снижая эксплуатационные расходы с целью получения приемлемого возврата инвестиций и периода окупаемости. В Таблице 1 приводится сводка всех показателей производительности, включенных в имитационную модель и используемых для оценки производительности альтернативных конструкций насосных станций.

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенностиhttps://doi.org/10.1080/23789689.2020.1762402

    Опубликовано в Интернете:
    17 июня 2020 г.

    Таблица 1. Обзор показателей эффективности и их чувствительности для выбора конструкции.

    3.2.4. Отношения в системе (R)

    Отношения в системе (R) описывают способы, которыми X, L и M соотносятся друг с другом, и, таким образом, определяют, как будущее может развиваться во времени, основываясь на выборе рычагов и средств, выбранных лицами, принимающими решения. проявление внешнего фактора (R. Lempert et al., 2003). В нашей модели моделирования и тестирования насосной станции (PSST-модель) насосная станция и ее операционная, гидрологическая, финансовая и энергетическая среда интегрированы. Модель PSST состоит из трех подмоделей:

    • Подмодель дождевого стока польдерной системы

    • Подмодель альтернативных контроллеров насосных станций

    • Электрическая и механическая подмодели модель работы насосной станции

    Три подмодели составляют полную модель функционирования польдерной системы и насосной станции (рис. 3).В модели компоненты выбора конструкции действуют как переключатели, которые реализуют альтернативную конструкцию насосной станции, например, путем выбора определенного типа насоса или источника энергии. Компоненты метрики производительности преобразуют выходные данные модели и объединяют их в выбранные индикаторы производительности.

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенностиКаузальная модель модели имитации и испытаний насосной станции с вариантами конструкции, выделенными серым цветом, и индикаторами производительности, отмеченными белыми прямоугольниками.

    Рис. 3. Каузальная модель модели моделирования и испытаний насосной станции с вариантами конструкции, выделенными серым цветом, и индикаторами производительности, отмеченными белыми прямоугольниками.

    Модель разработана с использованием подхода System Dynamics (Forrester, 1994) и реализована в Vensim (Ventana Systems, 2016). В качестве метода интегрирования мы использовали Эйлера с шагом по времени 0.03 125 часов (112,5 сек.). Передовой опыт Общества системной динамики рекомендует временной шаг в одну восьмую временного разрешения параметра модели с наименьшим разрешением, которое составляет 1 час для данных о расходе и осадках. Анализ чувствительности показал, что предлагаемый временной шаг в 0,125 ч по-прежнему вызывал погрешность около 2% в показателях превышения уровня воды. Используемый временной шаг 0,03125 часа (112,5 секунды) снижает эту ошибку до приемлемого уровня 0,2%.

    Гидрологическая и гидравлическая подмодели, включая работу насосной станции, были откалиброваны на основе исторических измерений и результатов моделирования существующей более подробной модели дождевых стоков SOBEK (Deltares, 2018) и показали достаточно хорошие характеристики, как видно на рисунке. 4.На рисунке сравнивается расход насосной станции Vissering, рассчитанный с помощью модели PSST, с измеренными расходами и расходами, смоделированными с помощью специальной модели дождевого стока. Набор данных об осадках включает еще несколько экстремальных осадков, выпадающих около 20 мм в день.

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенностиКалибровка дождевого стока, сравнивающая измеренные и подробные данные о стоках SOBEK с выходными данными нашей интегрированной модели PSST.

    Рис. 4. Калибровка дождевых стоков, сравнивающая измеренные и детализированные стоки SOBEK с выходными данными нашей интегрированной модели PSST.

    4. Результаты

    4.1. Первоначальный дизайн и производительность

    Оценка характеристик дополнительных деревьев создает ранжирование чувствительности индикаторов производительности для всех вариантов дизайна и сценариев. На Рисунке 5 представлена ​​эта чувствительность для наиболее чувствительных показателей эффективности, выбора конструкции и сценариев на графике с параллельными координатами.Каждая вертикальная ось отражает чувствительность критериев эффективности для сценариев и вариантов проектирования по нормализованной шкале от 0 до 1.

    Насосная станция Polder для будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенностиhttps://doi.org/10.1080/ 23789689.2020.1762402

    Опубликовано в Интернете:
    17 июня 2020 г.

    Рис. 5. Оценка характеристик для всего пространства дизайна.

    Из рисунка 5 мы узнаем, что большинство показателей эффективности зависят от (i) желаемой энергетической нейтральности конструкции насосной станции и (ii) того, что климатические сценарии оказывают большое влияние на потребление энергии. Инвестиционные затраты зависят от выбора двигателя, типа насоса и количества устанавливаемых насосов. В таблице 1 обобщены результаты оценки характеристик, представленные на рисунке 5, для всех показателей эффективности, их единиц, их соответствующих неопределенностей и соответствующих вариантов дизайна.Показатели эффективности суммируются за период моделирования 5 лет, выраженный в указанных единицах. Далее мы разработаем и обсудим первоначальный дизайн, основанный на этих результатах.

    4.1.1. Функциональные характеристики

    Функциональные характеристики оцениваются на основе превышения уровня воды. Оценка характеристик показывает, что на превышение уровня воды влияет количество насосов, погодная сигнализация, управление насосами и чувствительность к климатическим сценариям. На рис. 6 дополнительно анализируется эта чувствительность для количества насосов и погодной сигнализации.На рис. 6 представлено распределение показателей превышения уровня воды по 24 000 моделей для этих факторов, с цветовой маркировкой по количеству насосов, включению/выключению погодной сигнализации и восьми климатическим сценариям соответственно на рис. 6(a–c). Когда количество насосов равно 2, превышение уровня воды довольно значительное, как видно из разворота красной линии. Третий насос может полностью предотвратить превышение уровня воды, о чем свидетельствует синий пик при превышении уровня воды, равном 0, на рис. 6(а). Однако результаты моделирования показывают, что этот насос используется только 1.3% года. Не устанавливать этот дополнительный третий насос, а вместо этого поддерживать один из уже установленных в настоящее время газовых двигателей кажется привлекательным и дешевым вариантом для снижения превышения уровня воды до нуля.

    На рис. 6(b) показано, что погодная сигнализация может значительно снизить превышение уровня воды до не более 50 000 мм*ч за 5 лет и значительно повышает надежность конструкции при среднем превышении уровня воды около нуля и очень небольшой дисперсии .

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенностиhttps://doi.org/10.1080/23789689.2020.1762402

    Опубликовано онлайн:
    17 июня 2020 г.

    Рис. 6. Чувствительность превышения уровня воды к количеству насосов (а), метеосигнализации (б) и климатическим сценариям (в).

    Воздействие климатических сценариев показано на рисунке 6(c). Максимальное наблюдаемое превышение уровня воды для сценариев 2030 года немного выше, чем в исторических данных об осадках (розовый цвет) и составляет около 75 000 мм*ч.Однако в сценариях 2050 WL (зеленый) и 2050 WH (красный) этот показатель удваивается до 150 000 мм*ч. К счастью, использование трех насосов в сочетании с сигнализацией о погоде может снизить превышение уровня воды практически до нуля для таких экстремальных сценариев изменения климата. Установка двух новых насосов и техническое обслуживание одного из установленных газовых двигателей в сочетании с погодной сигнализацией обеспечивает надежную конструкцию для превышения уровня воды для этих двух вариантов конструкции.

    Для управления насосом мы не можем найти надежное решение на основе доступного набора моделей и оценки характеристик, потому что влияние управления насосом на производительность тесно связано с выбором энергетической нейтральности: в то время как управление насосом на основе цен APX ожидается, что он будет надежным для насосной станции с низким процентом энергетической нейтральности и, следовательно, высокой зависимостью от APX, можно ожидать, что контроллер, который максимально использует местную мощность, будет работать лучше в случае высокоэнергетически нейтральной конструкции насосной станции. станция.Чтобы дополнительно проанализировать этот выбор конструкции, мы провели дополнительный эксперимент по моделированию, в котором процент нейтральности энергии был зафиксирован на уровне 100 %, соотношение солнечной и ветровой энергии было установлено на 50 %, а количество насосов было установлено на 2, исходя из конструкции. варианты, рассмотренные выше. Для этого эксперимента были рассмотрены только пять оставшихся вариантов конструкции: подача насоса (2 варианта), тип двигателя (2 варианта), погодная сигнализация (2 варианта), тип насоса (3 варианта) и управление насосом (5 вариантов), в результате чего было получено 2 варианта. 3  × 3 × 5 = 120 вариантов дизайна.Мы выполнили полную факторную выборку всех 120 дизайнов во всех 48 будущих состояниях мира, что дало 48 × 120 = 5760 симуляций. Опять же, для анализа результатов применялась оценка признаков. Из этого дополнительного анализа мы делаем вывод, что управление насосом оказывает некоторое влияние на превышение уровня воды и эксплуатационные расходы, но более важными являются соображения, связанные с энергопотреблением. Поэтому мы дополнительно обсудим выбор конструкции для управления насосом с точки зрения энергоэффективности и экономичности ниже.

    4.1.2. Энергетическая эффективность

    Энергетическая эффективность альтернативных конструкций насосных станций оценивается по выбросам CO 2 и энергетической нейтральности. Энергетическая нейтральность зависит от сочетания местной солнечной и ветровой энергии. На Рисунке 7 показан максимум использования местной энергии при сочетании 50 % солнечной и 50 % ветровой энергии в электроснабжении, при этом около 55 % местной устойчивой энергии используется непосредственно на насосной станции (см. также рисунок SD). 1).

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенности смешивание.

    Рисунок 7. Местное потребление энергии по сравнению с сочетанием солнечного ветра.

    В соответствии с функциональными характеристиками, выбор конструкции для управления насосом требует более подробного анализа энергетических характеристик уменьшенного проектного пространства, где процент нейтральности энергии установлен на 100 %, сочетание солнечной и ветровой энергии на 50 %, и количество насосов до 2.Графики на Рисунке 8 показывают взаимосвязь между счетом за электроэнергию, используемой местной энергией и выбросами CO 2 для всех возможных типов управления насосами для этого ограниченного проектного пространства с использованием как оценок плотности ядра Гаусса, так и диаграмм рассеяния. Графики плотности ядра Гаусса показывают один пик в форме колокола для каждого сценария счета за электроэнергию, в то время как в выбросах CO2 и местном потреблении энергии появляются три пика для каждого сценария.

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенностиhttps://doi.org/10.1080/23789689.2020.1762402

    Опубликовано в Интернете:
    17 июня 2020 г.

    Рис. 8. Счет за электроэнергию, потребляемая местная энергия и выбросы CO2, сгруппированные по управлению насосом для уменьшенного проектного пространства.

    Из оценки характеристик всего проектного пространства, представленной на Рисунке 5 и обобщенной в Таблице 1, мы уже пришли к выводу, что управление насосом оказывает большое влияние как на выбросы CO 2 , так и на местную энергию, используемую во всех климатических и энергетических сценариях.Таким образом, мы заключаем, что три пика, наблюдаемые на рисунке 8, вызваны управлением насосом. Для энергоэффективной альтернативы с уменьшенным проектным пространством мы затем заключаем из рис. 8 в середине, что локальное управление является вариантом с самым высоким средним процентом используемой локальной энергии, хотя и с более низкой надежностью по сравнению с APX и дневным и ночным управлением, которые имеют узкий диапазон. полоса пропускания (σ), но не являются энергетически нейтральными. Таким образом, с энергетической точки зрения наиболее надежной конструкцией является 50-процентная смесь солнечного ветра и ветра в сочетании с местным управлением.

    4.1.3. Экологические характеристики

    Экологические характеристики конструкции насосной станции оцениваются с точки зрения безопасности рыбы, на которую влияет установка рабочих колес или насосов, безопасных для рыбы. Расположение насосов не только повлияло на безопасность рыбы, но также повлияло на потребление энергии и инвестиционные затраты. Таким образом, выбор конструкции с учетом экологических характеристик становится компромиссом между инвестиционными затратами и энергопотреблением рабочих колес, безопасных для рыбы, и насосов, безопасных для рыбы. Теория безопасности рыбы Эша и Ромменса (2010) предполагает, что дополнительные инвестиции в безопасность рыбы на насосной станции Vissering относительно неэффективны по сравнению с другими насосными станциями, потому что станция уже достаточно безопасна для рыбы из-за ее больших насосов и больших рабочих колес.Новые насосы для сохранения рыбы требуют очень больших капиталовложений по сравнению с обслуживанием существующих насосов и заменой только крыльчаток. Кроме того, безопасные для рыбы рабочие колеса и безопасный для рыбы насос снижают эффективность насоса, соответственно, на 2% и 4% и, следовательно, увеличивают потребление энергии. Таким образом, переход на конструкцию, безопасную для рыб, создает компромисс между стоимостью, энергией и экологическими характеристиками. Мы использовали точечную диаграмму (SD, рис. 2) и графики плотности ядра Гаусса, аналогичные графикам на рис. 9, чтобы получить представление об этом потенциальном компромиссе, взглянув на разброс результатов производительности.Этот анализ позволяет сделать вывод о том, что хотя замена рабочих колес и новые безопасные для рыб насосы снижают ущерб, наносимый рыбе на насосной станции Vissering, их воздействие на окружающую среду остается ограниченным, поскольку насосная станция уже достаточно безопасна для рыб. Таким образом, замена крыльчаток обеспечивает наиболее сбалансированный компромисс между энергетическими и инвестиционными затратами и экологическими характеристиками. Этот вывод, однако, является предметом обсуждения и мнений лиц, принимающих решения в совете по водным ресурсам.

    4.1.4. Эффективность затрат

    Оценка эффективности затрат основана на инвестициях, операционных, косвенных затратах и ​​затратах на электроэнергию. Согласно подсчету характеристик на Рисунке 5, инвестиционные затраты чувствительны к количеству насосов, типу насоса в отношении безопасности рыбы и выбору двигателя, в то время как эксплуатационные расходы чувствительны к энергетическим сценариям, а затраты на электроэнергию определяются в первую очередь солнечными батареями. смесь ветра. Что касается количества насосов и безопасных для рыб решений, мы уже пришли к выводу, что в разделе функциональных характеристик и экологических характеристик установка двух насосов при сохранении существующего газового двигателя и насоса, а также установка рабочих колес, безопасных для рыбы, дает наиболее прочную конструкцию.В настоящее время более эффективные двигатели с постоянными магнитами дешевле часто устанавливаемых асинхронных двигателей. Кроме того, двигатели с постоянными магнитами меньше, легче, имеют более широкий рабочий диапазон и требуют меньшего обслуживания и, следовательно, имеют более низкие эксплуатационные расходы, чем асинхронные двигатели. Исходя из этих преимуществ, для насосной станции Vissering рекомендуются двигатели с постоянными магнитами. Кроме того, с точки зрения эффективности затрат, инвестиционные затраты на улучшенный приток насосов настолько малы по сравнению с их преимуществами в повышении энергоэффективности, что они должны быть, как и двигатели с постоянными магнитами, включены во все конструкции и должны быть надежными во всех сценариях.

    Таким образом, компромисс между затратами и энергетической нейтральностью остается решающим при проектировании водной доски. Соответствующая информация, необходимая для принятия этого решения, представлена ​​на рис. 9. Эти цифры представляют эксплуатационные расходы и счет за электроэнергию для энергоэффективного проекта с пропорциональным соотношением солнечной и ветровой энергии и неэнергетически нейтрального проекта для всех сценариев, сгруппированных по энергопотреблению. нейтральность (рис. 9(а)) и сценарии (рис. 9(б)). Диаграммы разброса показывают распределение результатов моделирования по параметрам, имеющим значение для выбора конструкции с точки зрения энергетической нейтральности: счета за электроэнергию и эксплуатационные расходы.Четкое разделение результатов моделирования дает понять, что как энергетическая нейтральность, так и сценарии оказывают большое и последовательное влияние на эксплуатационные расходы и счета за электроэнергию. Диаграмма рассеяния на рис. 9(а) также показывает, что как эксплуатационные расходы, так и счета за электроэнергию для энергоэффективной конструкции значительно меньше. Графики плотности ядра Гаусса представляют одну и ту же дату и, в дополнение к графикам рассеяния, дают четкое представление о надежности двух вариантов дизайна.Из среднего значения μ на графиках плотности ядра Гаусса мы делаем вывод, что энергоэффективная конструкция имеет как более низкие эксплуатационные расходы, так и более низкие счета за электроэнергию для всех сценариев. Полоса пропускания, σ, для счетов за электроэнергию и эксплуатационных расходов больше для энергонейтрального проекта по сравнению с неэнергетически нейтральным проектом для всех сценариев (рис. 9(b)), что указывает на то, что энергоэффективный проект менее надежен. для неопределенностей, что неэнергетическая нейтральная конструкция. Тем не менее, лучшие средние характеристики энергоэффективной конструкции, даже превращая ее в производителя энергии и денег, делают энергоэффективную нейтральную конструкцию очень привлекательной альтернативой.Однако совет по водным ресурсам должен найти компромисс между дополнительными инвестиционными затратами и более низким счетом за электроэнергию и своими энергетическими амбициями, как заявлено в «Зеленой энергетической сделке» Союза советов по водным ресурсам.

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенности энергетически нейтральные и неэнергетически нейтральные проекты, сгруппированные по энергетической нейтральности (рис. 9(а)) и сценариям (рис. 9(б)).

    Рисунок 9. Эксплуатационные расходы и счета за электроэнергию для энергоэффективных и неэнергетически нейтральных конструкций, сгруппированных по энергетической нейтральности (Рисунок 9(a)) и сценариям (Рисунок 9(b)).

    4.2. Характеристики окончательного проекта

    На основании вышеизложенного анализа мы пришли к надежному проекту насосной станции. Окончательный проект и обоснование выбора проекта представлены в Таблице 2.

    Насосная станция Polder для будущего: проектирование и модернизация систем инфраструктуры в условиях структурной неопределенностиhttps://doi.org/10.1080/23789689.2020.1762402

    Опубликовано онлайн:
    17 июня 2020 г.

    Таблица 2. Окончательный проект надежной насосной станции.

    Чтобы сравнить производительность и надежность окончательного проекта и эффективность представленного подхода многоцелевого надежного моделирования к проектированию инфраструктуры, мы построили график производительности окончательного проекта в сравнении со средней производительностью всех 500 смоделированных вариантов проекта (рис. 10( а)) и производительность окончательного проекта для всех сценариев по всем критериям проекта.Синие линии на рисунке 10 показывают среднюю производительность всех 500 вариантов дизайна. Оранжевые линии показывают среднюю производительность окончательного проекта и его производительность для всех сценариев. Для окончательной конструкции производительность улучшилась по сравнению с большинством доступных конструкций, за исключением инвестиционных затрат. Что касается затрат на электроэнергию и тесно связанных с ними эксплуатационных расходов, то полоса пропускания по-прежнему довольно велика, и, следовательно, ее надежность низка из-за большой неустранимой неопределенности будущих цен на электроэнергию.К счастью, в среднем затраты отрицательны из-за выбора конструкции, на 100 % нейтральной в отношении энергии, которая превращает насосную станцию ​​в источник энергии. Выбор для местного управления приводит к надежной работе по местному потреблению энергии и выбросам CO 2 . Окончательный проект насосной станции показывает некоторое превышение уровня воды, однако на практике существующий третий насос с газовым двигателем может использоваться в качестве резервного, что, как ожидается, снизит превышение уровня воды почти до нуля.

    Польдерская насосная станция будущего: проектирование и модернизация инфраструктурных систем в условиях структурной неопределенности окончательный дизайн (оранжевый) по сравнению со всеми дизайнами (синий). (b) Производительность окончательного проекта (оранжевый) для всех сценариев по сравнению со всеми вариантами (синий).

    Рис. 10. (a) Средняя производительность окончательного варианта (оранжевый) по сравнению со всеми вариантами (синий).(b) Производительность окончательного проекта (оранжевый) для всех сценариев по сравнению со всеми вариантами (синий).

    5. Выводы и обсуждение

    Неопределенность в отношении изменения климата и энергетического рынка представляет собой серьезную проблему при проектировании инфраструктуры. В ситуациях большой и неустранимой неопределенности надежный проект, который удовлетворительно работает в самых разных будущих условиях, предпочтительнее, чем проект, оптимизированный для одного или ограниченного набора будущих. Таким образом, существует потребность в новых подходах, которые могут помочь инженерам в разработке таких надежных конструкций.Целью нашего исследования было предоставить доказательство концепции многоцелевого надежного моделирования при проектировании надежных инфраструктур на примере реконструкции насосной станции Vissering.

    Чтобы оценить надежность вариантов конструкции, мы определили надежность как удовлетворительную работу в широком диапазоне будущих условий. Это определение надежности было введено в действие с использованием описательной статистики, где надежность представляет собой комбинацию хорошей средней производительности (μ) и узкой полосы пропускания (σ).Сначала мы разработали модель моделирования и тестирования насосной станции (PSST-модель). Модель PSST объединяет гидравлические и гидрологические характеристики командной зоны, а также конструкцию и работу насосной станции Vissering в интегрированную имитационную модель. Модель показала себя достаточно хорошо на исторических данных. Модель использовалась, чтобы получить представление о производительности альтернативных конструкций насосной станции в условиях неопределенности климата и энергии. Экзогенные неопределенности были составлены из восьми климатических сценариев и шести энергетических сценариев, что привело к 48 правдоподобным будущим состояниям мира.Восемь вариантов конструкции, в категориях количество насосов, тип насоса, подача насоса, тип двигателя, управление насосом и электроснабжение, дают 500 альтернативных вариантов конструкции. Эффективность всех вариантов дизайна оценивалась по четырем категориям показателей производительности, измеряющих функциональные, энергетические, экологические и стоимостные характеристики. Объединение будущих состояний мира и 500 выбранных вариантов дизайна дало в общей сложности 24 000 симуляций. Для более подробного анализа влияния контроллера насоса на производительность насосной станции был выполнен дополнительный набор из 5700 симуляций с фиксированным значением энергетической нейтральности 100 % и сочетанием солнечной/ветровой энергии 50 %.Результаты моделирования были проанализированы с использованием подсчета дополнительных признаков деревьев и диаграмм рассеяния, а также оценок плотности ядра Гаусса.

    В результате первого набора симуляций был выбран дизайн 3 из 8 рычагов конструкции. Установка двух новых насосов и техническое обслуживание одного из установленных газовых двигателей, а также внедрение погодной сигнализации обеспечивают надежную конструкцию для защиты от превышения уровня воды. С энергетической точки зрения наиболее надежной конструкцией является 50-процентная смесь солнечного ветра и ветра в сочетании с местным управлением.С экологической точки зрения замена крыльчаток обеспечивает наиболее сбалансированный компромисс между безопасностью рыбы и затратами. С точки зрения эффективности затрат, инвестиционные затраты на улучшенный приток насосов настолько малы по сравнению с их преимуществами в повышении энергоэффективности, что их следует, как и двигатели с постоянными магнитами, включать во все конструкции и потому что они надежны во всех сценариях. Потребовалось дополнительное моделирование, аналитические подходы и технические соображения, чтобы прийти к конкретному выбору контроллера насоса.Анализ приводит к выводу, что местное управление является наиболее надежным для всех показателей энергоэффективности в сочетании с энергоэффективной конструкцией насосной станции, поскольку при местном управлении покупается меньше энергии, а продается больше. Это привело к окончательной конструкции с двумя усовершенствованными приточными насосами, приводимыми в действие двигателями с постоянными магнитами, оснащенными безопасными для рыбы крыльчатками, использующими погодную сигнализацию и местное управление с энергонейтральным источником питания с пропорциональным соотношением солнечной и ветровой энергии.

    Окончательный вариант, однако, содержит четыре оговорки.Во-первых, используемые климатические и энергетические сценарии не соответствуют погодным условиям. Это несоответствие в корреляции между интенсивностью солнечного излучения и скоростью ветра вызывает несоответствие между производством солнечной и ветровой энергии на национальном уровне, как описано в используемых климатических и энергетических сценариях, и местным производством энергии. Во-вторых, из-за ограничений доступности данных для энергетических сценариев мы были вынуждены ограничить продолжительность нашего моделирования 5 летами. Этого достаточно для этого иллюстративного применения.Для окончательного дизайна рекомендуется включать более длинные временные ряды. В-третьих, климатические и энергетические сценарии предполагаются некоррелированными. В-четвертых, с методологической точки зрения было бы более элегантно включить сценарии налоговой политики и политики субсидирования в качестве неопределенностей в модель PSST, чтобы провести более тщательное исследование ее влияния и сделать модель устойчивой к изменению политики.

    Мы применили метрику надежности, основанную на описательной статистике, которая выражает надежность как сочетание хорошей средней производительности (μ) и узкой полосы пропускания (σ).Эта метрика прозрачна, ее легко передать, и ее можно использовать для исследования компромиссов между вариантами дизайна. Например, управление насосом создало компромисс между счетом за электроэнергию и устойчивостью. С одной стороны, управление насосами на основе наличия местной энергии ветра и солнца показало устойчивое поведение в отношении выбросов CO2 и использования местной энергии. С другой стороны, управление насосом, основанное на почасовых ценах на электроэнергию APX, было чрезвычайно чувствительным к энергетическим сценариям, что приводило к низкой надежности.При рассмотрении нескольких целей производительности вместо одной цели затрат было выявлено множество компромиссов и взаимосвязей между вариантами проектирования и будущими сценариями.

    В качестве альтернативы многоцелевому надежному моделированию, используемому в нашем примере, мы могли бы реализовать формальную многокритериальную оптимизацию. Выполнение полной оптимизации потребовало бы от нас либо присвоения критериям различных априорных весов, либо применения многоцелевого подхода к оптимизации (Joseph R Kasprzyk et al., 2016) для нахождения оптимального по Парето набора планов. В любом случае релевантное для принятия решения поддерживающее понимание того, почему и как выбираются различные переменные решения, по-прежнему будет отсутствовать.

    Таким образом, мы пришли к выводу, что примененный подход к многоцелевому надежному моделированию не только поддерживает разработку надежного проекта, но также обеспечивает более глубокое понимание компромиссов между показателями производительности в различных вариантах дизайна при различных будущих условиях. Эти идеи представляют интерес для коллегии бургомистров и олдерменов Совета водного хозяйства Зейдерзеланда, которая, будучи демократическим учреждением, теперь может провести информированное обсуждение и прийти к взвешенному решению в своем стремлении стать энергетически нейтральной до 2050 года.

    назначение и принцип действия

    Насосные станции для дома являются обязательным элементом системы водоснабжения в случаях, когда она поступает из автономных источников, например, глубоких колодцев. В некоторых случаях эти агрегаты подходят для откачки воды из водопровода, при недостаточном напоре, а при необходимости иметь некоторое ее количество в специальных емкостях.

    Принцип работы

    Насосные станции для подъема больших глубин и их последующей подачи, а при необходимости способны перекачивать воду на значительные расстояния.Производимые операции, их контроль, а также гарантию безопасности системы, устранение возможных гидроударов обеспечивает либо полностью автоматический, либо полуавтоматический режим.

    Автономная насосная станция должна быть расположена на поверхности. В этом ее отличие от погружных скважинных систем. Такая станция выполнена в виде насоса, соединенного с мотоблоком с реле, насосом и гидроаккумулятором. Подача воды осуществляется под давлением. Если оно достигает определенного минимума, реле запускает насос на новый цикл.

    Перед покупкой такого агрегата стоит уделить большое внимание выбору аккумулятора. Его объем напрямую связан с водопотреблением, поэтому он должен быть оптимальным, так как только в этом случае можно гарантировать длительную надежную работу системы в целом.

    Механизм защиты от мусора и эжекторы в насосных станциях

    В отдельную категорию можно выделить канализационные насосные станции для частного дома, которые в своем составе содержат специальную емкость, предназначенную для улавливания твердых включений.Гораздо эффективнее будет использование специального устройства, оснащенного встроенным режущим механизмом, служащим для измельчения волокон и крупных частиц.

    Насосные станции для дома оснащены встроенным или выносным эжектором, соединенным со струйно-центробежным устройством. Первый вариант отличается повышенной надежностью, а при достаточной глубине впуска можно получить большой напор. Особенно удобно использовать в колодцах встроенные эжекторы, представляющие собой трубу, забитую на землю к водоносному горизонту.Второй вариант предполагает использование тех же типов насосов, но в них используются выносные эжекторы, позволяющие поднимать воду из скважин глубиной до 50 и более метров.

    Производители

    Насосная станция для дома, о которой вы хотите, должна быть изготовлена ​​известным производителем, который специализируется на подобного рода оборудовании. Признанными мировыми лидерами на данный момент являются компании Calpeda и Marina, мощности которых расположены в Италии. К достоинствам их продукции можно отнести бесшумность работы, надежность, простоту монтажа и эксплуатации, компактность, комплектность, продуманность и простоту автоматики, большой моторесурс, наличие высокоэффективных средств защиты.Такие насосные станции для дома гарантированно прослужат своим владельцам достаточно длительный период времени.

    р>

    Канализационная насосная станция с отделением твердых частиц по …

    Канализационная насосная станция TS представляет собой комплектное, полностью автоматизированное устройство, состоящее из следующих компонентов:

    • коллекторный бак,
    • разделительный бак,
    • два сепаратора — барная корзина, заслонки,
    • два насоса с высокоэффективным канальным рабочим колесом,
    • элементы гидравлического оборудования, т.е.е. фланцы, тройники, колена, краны обратные шаровые системы ШУСТЕР, соединители, задвижки шиберные и др.,
    • ультразвуковой уровнемер
    • ,
    • устройство безопасности и управления.

    Бак канализационной насосной станции, в зависимости от типоразмера, полностью изготавливается из аустенитной стали или аустенитной стали и пластика. Сепараторы, фланцы, тройники и соединительные элементы изготовлены из аустенитной стали с высокой коррозионной стойкостью к воздействию сточных вод. Конструкция и материалы других элементов гидрооборудования (обратные клапаны, задвижки, насосы) делают их устойчивыми к воздействию сточных вод.При строительстве канализационных насосных станций были использованы обратные клапаны SZUSTER, обеспечивающие надежную и эффективную транспортировку сточных вод, содержащих твердые частицы, на участке гравитационного коллектора — сепаратора.

    Шар клапана (при полном открытии) плотно закрывает изогнутый канал клапана, что обеспечивает:

    • очень высокая стойкость клапана к твердым загрязнениям, т.к. при подаче клапан работает как обычный коленчатый,
    • свободный зазор для твердых частиц, начиная со скорости потока 0.7 м/с, не вызывая вибраций шара, чего невозможно достичь с классическими конструкциями клапанов.

    Конструкция канализационной насосной станции спроектирована таким образом, чтобы доступ к ее основным элементам (насос, сепараторы) для проведения ремонтных или сервисных работ был возможен без необходимости прерывания ее работы.
    Конструкция канализационной насосной станции спроектирована таким образом, чтобы доступ к ее основным элементам (насос, сепараторы) для проведения ремонтных или сервисных работ был возможен без необходимости прерывания ее работы.Канализационная насосная станция оснащена двумя насосами ФЗБ, работающими попеременно, с высокоэффективной гидросистемой и устойчивой к перемещению приводной передачей. Поскольку для привода насосов FZB использовались классические высокоэффективные электродвигатели с вентиляторным охлаждением и между насосом и приводным двигателем использовалась дополнительная разделительная масляная камера, эксплуатационные характеристики этих насосных машин могли быть улучшены.

    Принцип действия

    В классической (мокрой) насосной станции сточные воды, подаваемые по самотечному каналу, поступают непосредственно в сборный резервуар.В насосных станциях с отделением твердых частиц сточные воды поступают в насосную станцию, размещенную в сухой камере, затем распределяются по отдельным сепараторам. Из сепараторов частично очищенные сточные воды, без механических примесей, отложений и взвешенных элементов, самотеком через гидроэлементы насосов стекают в бак насосной станции. В случае, когда какой-либо из насосов работает, сточные воды поступают только в сепаратор, соединенный с неработающим насосом. Заданные уровни сточных вод в баке станции контролируются ультразвуковым датчиком (дополнительное использование других типов датчиков).Устройство безопасности и управления после получения сигнала о достижении заданного уровня сточных вод в баке включает или останавливает соответствующие насосы. Включенный насос всасывает частично очищенные сточные воды и нагнетает их в сепаратор, расположенный на оси реле давления насоса. Энергия перекачиваемого потока сточных вод уносит твердые частицы из сепаратора и отводит их в напорный трубопровод насосной станции. Избыточное давление, возникающее при откачке, перекрывает обратный поток сточных вод в бак станции.Во время работы насоса сточные воды поступают в бак через второй сепаратор и гидросистему холостого насоса. После достижения нижнего заданного уровня сточных вод в резервуаре насос автоматически отключается. Конструкция сепаратора (специальная система каркаса штанги) позволяет насосной станции работать в постоянном режиме, не требующем проведения дополнительных операций по удалению накопившихся примесей.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.