Как сделать водопровод в деревне?

Сделайте его своими руками. Статья из журнала Дом

Водоснабжение частного дома, дающее комфорт, сравнимый с привычным жителям городов — мечта всех домовладельцев, и проживающих постоянно, и дачников. Описание системы с забором воды из колодца, реализованной автором статьи, может послужить и примером, и источником информации, практически эскизным проектом водоснабжения с использованием современного оборудования.

Началось всё с того, что устали мы ходить по воду на деревенский колодец за 300 с лишним метров от дома. Летом-то ещё ничего, а вот зимой, когда снега по колено, тяжеловато. Да и воды в этом колодце летом в засуху бывало совсем мало. Поэтому решили попробовать выкопать собственный колодец, прямо у себя на участке.

Положились сначала на прогноз людей просвещённых, уверявших нас, что на четырёх метрах (так показала рамка) вода непременно будет, поскольку линия из нескольких огромных старых ракит проходила как раз через выбранное место.

Завезли с запасом шесть колец и стали копать. Однако кольца закончились, наступила зима, а до воды мы так и не добрались. Следующим летом попытались работы продолжить, но сооружение наше так влипло в глину (да к тому же и стояло оно не совсем вертикально), что, несмотря на все наши усилия, опустить его глубже так и не удалось. Поскольку кольца в те времена были в дефиците, окопали мы всё это хозяйство по кругу, как смогли, и с помощью имеющейся неподалеку сельхозтехники с трудом выдернули четыре кольца.

И, чтобы впустую более добра не изводить и силы не расходовать, выписали потомственного колодезника Алексея. Он же, выслушав нашу историю, сказал примерно следующее: «...вы, конечно, люди городские — учёные, однако дед мой сказывал так — коли кругом тут повсюду сосны, то и вода будет в песке, и никак не ближе 12-13 метров, на то и рассчитывайте».

Мы согласились, процесс пошёл... и закончился на 18-м кольце, что соответствует уровню речки, которая метрах в 250 от нас под горкой протекает. Вот и выходит, что прав был Козьма Прутков: «Зри в корень!».

Далее приобрели мы всем известное чудо техники — насос по имени «Малыш» и приступили к освоению водных ресурсов. Однако всё оказалось не так просто...

Дело в том, что водоносный слой у нас — песок-плывун, мелкий, как пыль. Из-за этого вода идёт с желтизной. К тому же ещё и «Малыш» — насос вибрационный, при работе поднимает со дна всю эту муть. Пробовали мы его заворачивать в мелкую сетку, обматывали сверху старыми колготками, однако полного успеха не добились — вода становилась прозрач-

ной только после нескольких дней отстаивания.

Изучив современные технические средства, решили попытаться построить такую систему водоснабжения, которая бы круглогодично обеспечивала все наши потребности. Начали с составления технического задания, обозначив в нём объекты водоснабжения, технические требования к ним и особенности местных условий.

ОБЪЕКТЫ, ВХОДЯЩИЕ В СИСТЕМУ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Колодец — в 8 м от фундамента полуподвала, до дна — 16 м: 9 м — глина, 3 м — крупный песок, 1 м — плита песчаника, 3 м — мелкий песок, далее водоупорный слой — белая глина. В воде присутствует мелкая песчаная взвесь. Вода — мягкая, накипь не образуется. Столб воды — 120 см (приблизительно 940 л). Время заполнения после полного откачивания — 5-6 часов.

Под домом — полуподвал, фундамент заглублён на 1,2 м + 1 м над уровнем земли, помещение пригодно для установки накопительного бака и системы управления, но при сильных продолжительных морозах подвержено промерзанию. Вода из полуподвала подаётся в расположенное над ним помещение, где находится кухня, в баню по подземному трубопроводу, а также на улицу для полива.

Горизонтальный участок трубы от колодца до ввода в подвал протяжённо-

стью 8 м идёт на глубине 1,2-1,3 м. При сильных продолжительных морозах без снежного покрова, что часто бывает в начале зимы, существует реальная опасность промерзания этого участка. Баня расположена в 6 м от фундамента полуподвала, ситуация с возможностью промерзания водопровода аналогичная. В летнее время приусадебный участок необходимо регулярно поливать.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ

• Система должна быть построена на базе электрического насоса с гидроаккумулятором и не создавать шума в жилых помещениях.

• Вода, используемая на кухне и в бане, должна быть очищена от механических примесей.

•   Подземные участки водопровода должны быть защищены от промерзания.

• В системе должно быть предусмотрено наличие накопительной ёмкости, установленной выше всех точек водо-

разбора и достаточной по объёму для обеспечения хозяйственных нужд при отсутствии подачи электроэнергии.

• Внутри шахты колодца, ниже уровня возможного промерзания, должен находиться клапан, обеспечивающий при необходимости автоматический слив воды из системы.

Определив свои потребности, мы подошли к главной проблеме — как оптимально выбрать комплектующие из всего многообразия доступных на текущий момент технических средств и построить недорогую, но надёжную систему, удовлетворяющую обозначенным требованиям.

Основным узлом системы водообес-печения является насосная станция, то есть соединённые воедино насос, бак-гидроаккумулятор и блок управления, которые обеспечивают подачу воды из колодца, поддерживают необходимое давление и резервный запас воды в системе, сглаживают перепады напора при водоразборе.

На рынке широко представлены как готовые насосные станции, так и отдельные компоненты, из которых можно собрать систему на свой вкус.

В готовых насосных станциях гидроаккумулятор вместе с насосом и реле давления составляют единый блок, которые устанавливают либо в подвале дома, либо в верхней части шахты колодца. В воду опускают две трубы, соединённые внизу эжектором, создающим разрежение. При первом запуске станции необходима заливка насоса водой, после чего он работает в режиме самовсасывания.

Оба варианта установки такой станции мы видели в действии и поняли, что нам они не подойдут по следующим соображениям:

1. Установка в подвале дома создаёт значительный уровень шума при включениях насоса.

2. Установка в верхней части шахты колодца усложняет как конструкцию шахты, так и доступ к оборудованию. Кроме того, из-за высокой влажности ускоряется процесс коррозии металлических частей.

3. Максимальная глубина всасывания у подобных систем не превышает 9 м.

В результате мы встали перед проблемой самостоятельного подбора необходимых узлов и деталей и компоновки всей системы. Начали, естественно, с выбора наиболее подходящего насоса.

Производители насосов в технических характеристиках своих изделий дают, как правило, три основных параметра: электрическую мощность (Вт), максимальную производительность (м3/ч), максимальный напор (м). Например: 700 Вт, 3,6 м3/ч, 52 м. Что, в переводе на общепонятный язык, означает следующее.

Насос, будучи подключённым к электрической сети и погружённым в поверхностный водоём, способен выкачать за час 3600 л воды, потребляя при этом мощность 700 Вт. При опускании в колодец (скважину) насоса его производительность будет, в зависимости от глубины, постепенно понижаться и упадёт до нуля при погружении на глубину 52 м.

Производители гидроаккумуляторов в технических характеристиках своих изделий указывают следующие параметры: ёмкость (л) и давление (бар), например: 60 л, 3 бар.

У неискушённого в технических тонкостях пользователя сразу возникает вопрос: как же согласовать между собой эти два устройства, ведь у насоса указан напор в метрах, а у гидроаккумулятора давление в барах?

На самом деле всё достаточно просто. Вспомним из школьного курса физики, что 1 бар (атмосферное давление) эквивалентен 760 мм ртутного столба или 10,2 м водяного столба. То есть приведённый в качестве примера насос с максимальным напором 52 м способен создать давление до 5 бар.

В нашем случае, при глубине колодца 16 м и горизонтальном участке трубопровода длиной 8 м, падение давления на этом участке составит не более 1,8 бар, поэтому такой насос вполне способен обеспечить давление, необходимое для нормальной работы гидроаккумулятора.

Кроме гидравлических и электрических параметров, с учётом особенностей водоносного слоя, нам было необходимо найти насос, наименее чувствительный к примесям песка. Что мы и сделали, выбрав для своей системы насос Джилекс из серии «Водомёт» 60/52 с «плавающими» рабочими колёсами, «омываемым» электродвигателем, способный перекачивать воду, содержащую во взвешенном состоянии значительное количество песка.

Гидроаккумулятор представляет собой металлическую ёмкость, внутрь которой вставлена мембрана (эластичный резиновый мешок, который довольно часто называют грушей). В исходном состоянии в пространство между стенками бака и мембраной закачивается воздух под давлением 1,5-2 атм.

В рабочем состоянии, когда насос включён, в мембрану гидроаккумулятора под давлением поступает вода, сжимая воздух, который в свою очередь выталкивает воду из груши при выключенном насосе и открытом водоразборном кране. Реле давления, по достижении верхнего порога срабатывания, отключает насос. При разборе воды давление падает, и автоматика снова включает насос на время, пока давление не поднимется до верхнего порога. Пороги срабатывания реле давления можно регулировать.

В процессе эксплуатации гидроаккумулятора растворённый в воде воздух постепенно накапливается в мембране, что негативно отражается на эффективности агрегата. Поэтому воздух необходимо периодически стравливать с интервалом в 1-3 месяца (в зависимости от объёма гидроаккумулятора и интенсивности его эксплуатации).

Объём имеющихся в продаже гидроаккумуляторов колеблется в диапазоне от 20 до 500 л, а выбирают этот показатель в зависимости от интенсивности водоразбора и дебета колодца (скважины). Чем меньше объём гидроаккумулятора, тем меньше резервный запас воды, и тем чаще будет включаться насос. Напротив, гидроаккумулятор большого объёма обеспечит больший запас воды и более стабильное давление в системе, однако при малом разборе вода в баке будет застаиваться.

Более подробную информацию об устройстве, конструктивных особенностях, принципах выбора гидроаккумулятора, а также настройке автоматики и регулировке давления можно найти в Интернете [1, 2, 3]. Мы же остановились на гидроаккумуляторе вертикального исполнения ёмкостью 60 л с клапаном для стравливания воздуха. При этом исходили из рекомендации иметь по 25 л на каждую точку водоразбора (кухня + баня) и обеспечения резервного запаса воды 20 л (треть ёмкости) на случай кратковременного отключения электроэнергии. Пороги срабатывания реле давления установили в 2,8 и 1,4 атм, что обеспечило—при положении всех точек водоразбора не выше 2,5 м от уровня установки гидроаккумулятора — нормальный напор в системе.

На случай длительного отключения электроснабжения в системе установили дополнительный бак ёмкостью 140 л на чердаке бани. Кроме того, на улице имеется многотонная ёмкость, куда заливаем воду, предназначенную для полива.

Теперь немного об очистке воды. Немного — потому, что нам в этом плане повезло, потребовалась очистка воды только от мелкой песчаной взвеси. Для этой цели мы последовательно пропускаем подаваемый в систему поток через сетчатый фильтр грубой очистки (Honeywell FF061" АА с размером ячейки 100 мкм) и двухслойный механический фильтр тонкой очистки (Big Blue 10" 1") из полипропиленового волокна 050 мкм (внешний слой) и 05 мкм (внутренний слой).

На выходе получаем чистейшую и приятную на вкус воду. Первый фильтр — промываемый. Достаточно открыть кран внизу фильтра и слить накопившийся внутри мусор. Картридж второго фильтра сменный — меняем его один раз в год.

Однако в более сложных случаях проблема также может быть решена применением популярных патронных систем, состоящих из стандартных пластиковых колб и различных картриджей. Путём наращивания количества колб и наполнения их картриджами того или иного типа можно произвести очистку воды практически от любых примесей.

Таким образом мы решили все основные вопросы по построению системы обеспечения своего хозяйства чистой питьевой водой в весенне-осенний период. Понятно, что в городских условиях, где электричество и отопление практически никогда не отключаются, всё это работало бы и зимой. Однако вспомним, что было накануне Нового, 2011 года, в Подмосковье! Небольшой природный катаклизм — электричества нет, газ качать нечем, сантехника и отопление разморожены.

Поэтому в деревне, где зимой мы, как правило, бываем наездами на 2-3 дня, да и с электроснабжением возможны любые варианты, необходимо было принять дополнительные меры для обеспечения зимнего режима эксплуатации водопровода, а именно:

•  защитить от промерзания участки трубопровода внутри колодца, от колодца до гидроаккумулятора и от гидроаккумулятора до бани;

•  предусмотреть удобную процедуру слива воды из системы при отъезде из дома на продолжительное время.

Первый объект, подверженный промерзанию, — сам колодец. Если он не очень глубокий, то может промерзнуть и до дна. Чтобы этого не случилось, верхнее кольцо колодца, как правило, окапывают по всему периметру и выкладывают пенопластом. Под крышку на зиму тоже закладывают пенопластовый подкрышник. Всё это сантиметров 10 толщиной. В нашем случае такой надобности нет. Вода в колодце находится на глубине 16 м, и в любой мороз её температура не опускается ниже +6°С. Крышка у нас двойная, внутри циркулирует воздух, и поэтому шахта не промерзает. Тем не менее на зиму мы прикрываем крышку сверху сеном или соломой, а затем плёнкой, чтобы оно не намокало и лучше сохраняло теплоизолирующие свойства.

Другое дело — горизонтальный участок трубопровода от колодца до подвала. Здесь при сильных морозах и слабом снежном покрове возможны варианты. Поэтому трубопровод (032 мм) у нас идёт в обсадной пластиковой трубе (050 мм), обложенной пенопластом (50 мм). Всё это на глубине около 120 см.

А поскольку это — основная магистраль, то в неё ещё вставлен греющий кабель длиной 8 м, управляемый термореле. Устанавливаем порог включения термореле на +4°С и... спим спокойно. И только совсем уж редкий случай совпадения сильных, продолжительных морозов при отсутствии снежного покрова и отключения электричества может нарушить наш комфорт. Трубопровод до бани тоже утеплён пенопластом, кроме того, на этом участке установлен отдельный сливной кран.

Всё это нормально работает, пока мы на месте, и в доме тепло. Но перед отъездом зимой воду из всей системы необходимо слить. Сложность процесса заключается в том, что точка слива должна находиться в шахте колодца ниже уровня возможного промерзания. У нас она располагается на глубине около 2 м. Спускаться туда зимой и открывать кран — некомфортно, ставить электрический клапан — дорого и ненадёжно, поскольку электричество запросто может в самый решающий момент исчезнуть.

Но, к счастью, в век Интернета новые решения быстро находят своих потребителей.

Оптимальным решением оказался механический сливной клапан, изготовленный на базе обычного (1/2") обратного клапана. Он подпружинен таким образом, что при давлении в системе ниже 0,3 атм автоматически открывается и начинает пропускать воду, а при более высоком давлении в системе — закрыт.

Слив системы происходит следующим образом:

— отключаем питание насоса и автоматики;

— открываем все краны, остатки воды сливаются из гидроаккумулятора, а давление в системе постепенно падает;

—   при достижении порога открывания сливного клапана краны с характерным звуком начинают засасывать воздух, а сливаемый через клапан столб воды (создавая разрежение в системе) вытягивает остатки воды из всех трубопроводов.

Вся процедура занимает не более 10 минут.

При последующем запуске системы в зимнее время действуем в зависимости от температуры в подвале и доме. Если она выше нуля, то просто включаем насос, автоматику и пользуемся водопроводом, как обычно. Если же температура ниже нуля, то перекрываем кран перед фильтрами, включаем насос и греющий кабель. В этом случае временно берём воду из самого первого крана, находящегося в зоне действия греющего кабеля, до тех пор, пока температура в подвале и доме не поднимется выше нуля. После этого открываем доступ воде в гидроаккумулятор и далее к точкам разбора.

В заключение пару слов о горячем водоснабжении. У нас организовано две точки разбора горячей воды — в кухне и в бане. В кухне смонтирован электрический бойлер на 50 л, ёмкости которого с избытком хватает на все хозяйственные нужды. В бане установлена дровяная колонка, к которой подведён наш водопровод. Когда есть электричество — всё работает, как в городе, а когда питания нет — на чердаке бани установлен бак на 140 л, где на этот случай хранится резервный запас воды.

Вот так всё устроено и работает. Ниже приведен перечень основных узлов и комплектующих, использованных при построении системы водоснабжения деревенского дома. При их выборе принимались во внимание эффективность и надёжность работы с соблюдением принципа разумной достаточности:

• Насос «Джилекс Водомёт» 60/52

• Гидроаккумулятор Reflex DE 80

• Блок автоматики насоса «Джилекс»

•   Honeywell FF06 1" АА (miniplus) фильтр механической очистки 100 мкм

• Корпус фильтра Big Blue 10"/1"

•  Картридж DGD-5005. Вспененный полипропилен 10" 50/5 мкм

•   Двухжильный греющий кабель DeviFlex DTIV-9 для установки внутри трубы

• Термореле ТР-М01 -1 -15 с датчиком

• ТрубыПНД32,ПНД25

• Труба ПВХ 50 (обсадная)

• Сливной клапан [4]

• Шаровые краны Bugatti

• Фитинги — латунь

• Бойлер Electrolux EWH 50 SL.