Хочу поделиться опытом строительства зимнего водопровода для периодически отапливаемого садового (дачного) дома. Эксплуатация моего водопровода зимой 2012/13 г., когда температура опускалась до минус 35°С, показала его высокую надёжность. С  Трубы водопровода проложены на глубине всего 30 – 40 см, но не требуют подогрева. Уровень заглубления определяется соображениями трудозатрат и созданием минимального уклона (примерно 2 см на один метр трубы) в направлении от дома к колодцу.

В основу работы водопровода положен принцип «сухих труб», заключающийся в том, что при неработающем насосе подводящие трубы от поверхности воды в колодце до точки подсоединения обратного клапана, который находится внутри помещения (рис. 2, точка А), всегда находятся без воды, то есть они «сухие».

Рассмотрим водопровод, изображённый на схеме 1 ниже.

Вода из колодца 1 подается насосом 3 через гибкий шланг 2, трубу 4, обратный клапан 5 в гидроаккумулятор 12 и от него -к потребителям (на рисунке это кран мойки 11). Кроме этого, вода стремится заполнить рессивер 7, который подключён на входе обратного клапана. Схема контроля давления воды в водопроводе и управления насосом состоит из манометра 9 и реле давления 10. При первом включении насоса вода, двигаясь по трубам, сжимает воздух, находящийся в трубах. Этот воздух стремится поступить в рессивер и гидроаккумулятор. В полости гидроаккумулятора предварительно создано такое воздушное давление, которое препятствует заполнению гидроаккумулятора поступающими из трубы воздухом, а затем и водой, до заполнения воздухом рессивера. После заполнения рессивера воздухом в него начинает поступать вода, сжимающая находящийся в нём воздух, а также начинается поступление воздуха и воды в гидроаккумулятор

Рис. 1. Общая схема подвода воды в дом:

1 – ствол колодца; 2 – внутренний утеплитель; 3 – внешний утеплитель; 4 – входной фланец; 5 – приямок; 6 – защитная труба; 7 – стена дома; 8 – сезонно отапливаемое помещение

Рис. 2. Устройство домашнею водоснабжения:

1 — колодец; 2 – гибкий шланг; 3 – погружной центробежный насос без обратного клапана; 4 – труба; 5 – обратный клапан; 6-кран; 7-ресивер; 8 – кран; 9 – манометр; 10 – датчик давления; 11 – кран холодной воды потребителя; 12 – гидроаккумулятор; 13 – электрокабель насоса

Рис. 3. Ввод труб в колодец:

1 – штуцер металлический из латуни или бронзы под шланг диаметром 0,5″; 2 – полипропиленовый уголок 0,5″; 3 – полипропиленовая труба 0,5″; 4 – дюритовый шланг 0,5″; 5 – ствол колодца (бетон); 6 – прокладка (силиконовый герметик); 7 – фланец (сталь3); 8 – уплотнитель (силиконовый герметик); 9 – цанговая муфта для полиэтиленовых труб диаметром 0,5″; 10 – стальная труба 0,5″

Рассмотрим работу водопровода на конкретном примере (рис. 2): расстояние от дома до колодца – 10 метров; максимальное расстояние от точки подсоединения гибкого шланга к трубе до поверхности воды – 3 метра; подводящие к дому трубы и шланг имеют внутренний диаметр – 16 мм. Определим минимальный объём рессивера /Pмин. Максимальный объём воздуха в шланге и трубах до обратного клапана /в определяется по известной формуле:

Vв = (πD2/4)L, (1),

где D – внутренний диаметр шланга и трубы, L – расстояние от поверхности воды до обратного клапана (10+3)х102 (см – для удобства расчётов).

Таким образом,

Vв=0,8×1,62x13x102см3≈2,6х103 (см3, или примерно 2,6 литра). Следовательно, объём рессивера должен быть более 2,6 литра. В качестве рессивера использованы два последовательно соединённых корпуса от фильтров «Аквафор» (или можно «Гейзер») без картриджей. В этом случае объём рессивера равен примерно трём литрам.

Как отмечалось ранее, это давление должно быть больше минимального давления в рессивере РPмин, созданного при полном вытеснении воздуха из шланга и труб, т.е.:

РАмин ≥ РРмин (2).

Известно, что произведение давления газа на его объём в замкнутом пространстве есть величина постоянная, т.е.

VxP = CONST (3).

Из этого следует:

5,6×1 хРРмин,

где: 5,6 л (3+2,6) – общий объём воздуха в ресивере и в трубах до сжатия, 3 л – объём сжатого воздуха в ресивере без воды.

Таким образом, РРмин ≈1,6 атм. Учитывая (2), примем РPмин ≈ 1,8 атм.

         3. Определим номинальное давление в гидроаккумуляторе PАном.

РАном – это такое давление, при котором в гидроаккумулятор закачен необходимый объём воды (например, 2 литра). Используем промышленный гидроаккумулятор, объёмом VA= 8 литров. Из формулы (3) следует:

РPминх8= РАминх6,

где 6 – объём воздуха в гидроаккумуляторе после закачки в него двух литров воды. Таким образом, РАном ≈ 2,4 атм., принимаем РАном ≈ 2,6 атм. Итак, рассчитав значения РАмин и РАном, мы определили величины пороговых значений срабатывания датчика давления. Давление, при котором произойдёт отключение насоса, должно быть 2,6 атм, а для включения насоса – 1,8 атм. Следовательно, гистерезис настройки давления составляет величину Δ = 0,8 атм. Настройки датчика давления выполняются по заводской инструкции на него, при этом контроль осуществляется по манометру 9 (рис. 2). Из приведённых расчётов следует, что в этом водопроводе нужно использовать насос, способный создать давление воды более чем 2,6 атм. Такими насосами могут быть, например, «Водолей» или «Ручеёк», способные поднять воду на высоту 30 метров и выше. При большем расстоянии от колодца до дома и большем диаметре подводящих труб (в отличие от рассмотренных) очевидно, что объём воздуха в трубах увеличится, следовательно, необходимо увеличить и объём рессивера.

Рис. 4. Рессивер:

1 – труба от насоса; 2 – обратный клапан; 3 – кран для слива воды из системы в обход обратного клапана; 4 – манометр; 5 – рессивер; 6 – кран для полного удаления воды из труб; 7 – труба на вход гидроаккумулятора.

Рис. 5. Гидроаккумулятор:

1 – ниппель для создания избыточного давления; 2 – гидроаккумулятор; 3 – регулировка разности давлений отключения и включения насоса (гистерезис); 4 – регулятор величины давления, при которой отключается насос; 5 – труба обратного клапана

Ориентировочные размеры фланца приведены на рис. 3. Уголок для шланга изготовлен следующим способом: штуцер 1 нагревался до температуры ≈ 150°С, после чего резьбовой частью вплавлялся в уголок 2. Полипропиленовые детали соединены пайкой. Трубы от колодца до ввода в отапливаемое помещение дома утеплены стандартными вспененными трубчатыми утеплителями и помещены в канализационные трубы из полиэтилена диаметром 110 мм. Кроме того, для удобства монтажа, фланец размещён в приямке, выложенном кирпичом и закрытом деревянной крышкой. Разводка водопровода в доме выполнена также полипропиленовыми трубами диаметром 0,5″. Краны 6 и 8 – шаровые.

При монтаже в доме различных потребителей использованы гибкие подводки. При этом особое внимание было уделено недопущению образования так называемых «сифонов», препятствующих гарантированному сливу воды из подводок при отключении водопровода.

Для подстраховки на случай непредвиденного замерзания подводящих труб мною использован саморегулирующийся греющий кабель от тёплого пола мощностью 150 Вт. Кабель крепится к трубам внутри теплоизоляции алюминиевым скотчем и может быть включён при возникновении аварийной ситуации вручную. Однако, за полтора года эксплуатации такой необходимости не возникало.

     В. ИВАНОВ