Давление в системе водоснабжения частного дома: специфика автономных систем + способы нормализации давления

Причины низкого напора в водоснабжении

В загородные дома вода в водопроводную сеть поступает из колодцев или скважин.

Если система полностью автономна, то для создания нужного напора нужно учитывать два момента:

необходимость обеспечения подъема воды; важно производить верно гидравлический расчет и правильно его реализовать на практике – обеспечить необходимое давление в удаленных от водосбора точках и точках, располагающихся на разной высоте. Из этого вытекает две основные проблемы индивидуальных водопроводов:

Из этого вытекает две основные проблемы индивидуальных водопроводов:

1. Не хватает ресурсов скважины – дебит отверстия не позволяет поддерживать нормальное давление, а , следовательно, повысить напор.
2. Воды в скважине достаточно много, поэтому насосы могут нагнетать высокое давление (до 6 бар), что может привести к разрывам соединений, протечкам, быстрому износу оборудования.

В первом случае насосы качают жидкость, создавая ее циркуляцию до возникновения определенного давления, однако со временем оно ослабевает. Во втором случае нужно подобрать насос с  производительностью, которая равна суточной норме потребления воды.

От дебита скважины напрямую зависит напор воды в трубопроводе и ее литраж, поставляемый за одну откачку

Тем не менее, большинство владельцев частных домов волнует вопрос, как грамотно повысить давление в собственном водопроводе, а не понизить его, ведь необходимым дебитом для создания высокого давления обладают лишь некоторые артезианские скважины.

Большинство же отверстий генерируют слабый напор воды, а то и вовсе не способны производить какое-либо давление.

Если в доме используются стандартные бытовые приборы, то достаточно поднять давление до 2.3-2.5 бар – этого волне хватит для их бесперебойного одновременного функционирования с хорошим напором. Если предусмотрена джакузи или система полива, то здесь необходимо более высокое давление.

Для измерения давление используется прибор манометр. Его покупают отдельно и встраивают на точке входа воды в дом. Также туда же устанавливают счетчик воды. Некоторое оборудование идет в комплектации с манометром. Например, обогревательный котел, если предусматривается ГСВ.

Принцип регулировки давления водопроводных сетей частных домов такой же, как и автономной системы, отличается сеть лишь размерами

Простой манометр имеет шкалу от 0 до 7, что позволяет установить его в квартире, частном доме.

Как уменьшить давление

С проблемой высокого давления обычно сталкиваются жильцы нижних этажей многоэтажек, где для обеспечения нужного диапазона 0,3 – 6 атм. вверху приходится подавать воду с повышенным напором снизу. Чрезмерный напор в контуре приводит к ускоренному износу трубопроводной арматуры, неудобствам при пользовании смесительными приборами и санитарной техникой (повышенный шум в кранах).

Проблема в МКД решается довольно просто – чтобы снизить давление, вентилями на входе в квартиру от стояков ХВС или ГВС уменьшают сечение проходного канала.

Если в системе наблюдаются резкие перепады давления, для его снижения или стабилизации можно использовать редуктор. На приборе имеется регулятор, позволяющий понизить давление, выставив предельно допустимый напор на входе в квартиру (к примеру, показания в 2 или 3 атм.), пороговое значение которого не может быть превышено.

В автономном водоснабжении загородных домов проблема слишком высокого напора решается на этапе монтажа – на гидрореле подкручивают регулировочный винт, который понижает верхний порог его срабатывания.

Рис. 10 Повысительные насосы повышающие давление воды в водопроводе и их использование

Допустимое давление в системе водоснабжения по нормативу

Система водоснабжения это инженерная коммуникация, наличие которой предоставляет нам комфортное существование при соответствии основного нормативного параметра — давления воды в водопроводе в квартире. Напор в сети влияет на срок службы всей системы и бытовых приборов подключённых к этой сети.

Нормативные показатели напора в системе водоснабжения

Соответствие квартирных параметров ГОСТу 356-80 будет только в случае приведения сетевой гидравлики к нормативу. Такие показатели рассчитываются при монтаже системы холодного водоснабжения по СНиП 2.04.02-84. Основными факторами при этом являются следующие данные:

1. Этажность и высотность здания.
2. Количество проживающих людей.
3. Перечень и количество водоразборной арматуры.

За минимальное давление принимается один бар или 1,0197 атм. При таком показателе вода движется самотеком, и потребитель не имеет возможности, находясь даже на втором этаже многоэтажного дома, одновременно пользоваться несколькими кранами водозабора.

Максимально допустимое значение давления в городской сети может достигать отметки 15 атмосфер согласно ГОСТ 356-80. Но при таком показателе массовые аварии на сетях гарантированы. Современная запорная арматура не способна выдерживать такие нагрузки. Поэтому в реалии напор в водопроводной сети ограничивается 6-7 атмосферами.

Таким образом, при минимальном гидравлическом значении потребитель не будет иметь возможности полноценно пользоваться водой, а при максимальном – аварии и поломки сантехнических приборов гарантированы.

Оптимальные показатели давления

Для выхода из ситуации разработаны оптимальные показатели сетевых параметров. Основой расчета оптимальной гидравлики является норма потребления жидкости на человека. Согласно СНиП каждый жилец расходует приблизительно 4,5 м3 воды в месяц.

Проведя расчеты, в которых учитывается пропускная способность внутриквартирных труб, выведено оптимальное значение для многоквартирного пятиэтажного дома в 2,5 – 4,0 атмосферы.

При проектировании жилых домов повышенной этажности одновременно рассчитывается домовая насосная станция, задача которой доносить людям из верхних этажей воду. Для этого устанавливается нагнетательный насос с необходимой обвязкой и автоматикой.

Бытовая техника рассчитана именно на такой показатель. Для полноценной работы автоматической стиральной и посудомоечной машины достаточно 2 атмосфер, а для душевой кабины с функцией массажа – 4 атмосферы. В случае установки автономного отопления для котла оптимальное давление 1,5 – 2,5 атмосферы.

Как правильно рассчитать физические параметры для многоквартирного жилого дома

Согласно справочнику СНиП минимальное давление на вводе первого этажа равно 1 бар, которое позволяет создать столб холодной воды 10 метров. Затем на каждый этаж оно должно быть увеличено на высоту этого этажа, то есть в среднем на 4 метра, что равно 0,4 бар. И так расчет используется за каждый этаж.

Путем вычисления понятно, что при этажности выше 5 этажа городское давление сети будет недостаточным. И в этом случае необходимо вспомогательное оборудование для нормализации показателя. Насос, установленный в индивидуальном порядке на квартиру, результата не даст. Максимально он сможет увеличить напор до 1,5 атмосферы, что все равно не достаточно для комфортного проживания.

Также важно знать, что Постановление №307 Правительства РФ закрепило эти показатели в точке разбора квартиры на уровне 0,3-4,5 атмосфер для горячего водоснабжения и 0,3 – 6,0 для холодной сети

Способы изменения напора воды

Если давление сети все же превышает оптимальное значение и от этого страдает сантехническое оборудование и бытовая техника устанавливается компенсатор, отрегулированный на сброс лишнего объема жидкости в канализацию. Такие случаи очень редки. Используются компенсаторы — клапана на уличных водопроводах в случае массовых жалоб населения определенной группы домов на превышение норматива в сети.

Чаще встречаются случаи недостаточного давления. И регулирование показателя до оптимального значения непосредственная задача коммунальных служб.

Когда установка не требуется?

Установка регулирующего устройства не требуется в следующих случаях:

• в городах, поселках с централизованным водоснабжением при отсутствии высотных зданий. В России немало городов, где люди живут в собственных домах, в 2-3 этажных зданиях.
• в пятиэтажках, если рядом нет высоток.

В небольших городах с высотой зданий не более пяти этажей редукторы давления не нужны.

Также не понадобятся они на первых этажах, если:

• не используются чувствительные к перепадам напора бытовые приборы, начиненные электроникой (стиральные, посудомоечные машины);
• не установлены дополнительные насосы, водонагревательные приборы.

Установка редуктора не требуется в частном доме с централизованным снабжением водой, при отсутствии водонагревателей и сложных бытовых приборов.

Какое давление в водопроводе является нормой

Давление воды в водопроводе измеряется в барах, но иногда эту величину обозначают в атмосферных единицах. Для наглядности, под действием давления в 1 бар, вода может подниматься на высоту до 10 метров. Если переводить их в атмосферы, то 1 бар равен 1,0197 атмосфер.

В городах, давление воды в системе водоснабжение составляет 4 атмосферы. Этого достаточно чтобы обеспечивать многоэтажные дома. Диапазон устанавливается по специальным документам и СНиПам. Для холодной воды эти показатели составляют от 0.3 до 6 бар, а для горячей – до 4,5.

Что касается владельцев частных домов, то им нужно рассчитывать эти показатели самостоятельно. Если в доме установлена автономная система, она повышает давление до 10 бар. Однако для работы бытовых приборов и всех точек подачи воды, в частном доме достаточно 1,5-3 бар. Такие показатели давления доступны большинству насосных станций. Нельзя сильно превышать этот диапазон. В противном случае, подключенные приборы будут работать некорректно, и быстро выходить из строя. Максимально допустимое давление воды в системе частного дома – 6,5 бар.

Давление в 10 бар может выдержать только специализированное оборудование, устанавливаемое на артезианских скважинах. Обычные соединительные узлы и перемычки для коттеджей не смогут выдерживать такие нагрузки, и дадут течь.

Стоит учитывать установленные показатели давления на определенные устройства. Без соблюдения этих показателей, они не буду работать:

• стиральная машина – 2 бар;
• система пожаробезопасности – 1,5 бар;
• джакузи – 4 бар;
• полив газонов – 4-6 бар;
• смеситель в ванне и душевой кабинке – минимум 0.3 бар.

По мнению большинства владельцев своих домов, отметка в 4 бар, является самой оптимальной для обеспечения всех точек потребления воды. В это же время, оно не является критическим для фитингов и различных соединительных узлов. Далее вы узнаете, как измерить давление воды, чтобы составить план дальнейших действий.

Как посчитать потерю?

Потеря давления в водопроводной сети происходит по следующим причинам (засоры и ржавчина труб не рассматриваются):

1. Сопротивление трубы на прямых участках.
2. Местное сопротивление (изгибы, клапана и т.п.).

Для удобства подсчетов существуют онлайн-калькуляторы, которые в считанные секунды позволяют выяснить уровень падения давления в трубопроводе. Также для решения этой задачи можно воспользоваться специальными табличными данными.

Расчет на прямых участках

Для расчета потерь нужно выяснить:

• расход воды;
• материал трубопровода, его диаметр и длину.

Выбрав нужное значение в таблице и выяснить величину снижения давления.

Табличные данные для полипропиленовых труб, — для металлических труб в вычисления нужно добавить поправочный коэффициент 1,5. Если длина трубы меньше 100 метров, то результат умножается на коэффициент длины. Так для металлической трубы с диаметром 50 мм, длиной 35 метров и расходом воды в 6.0 м³/ч получится следующий результат: 1,6*0,35*1,5=0,84 мвс.

На местах

Также потери происходят на поворотах и изгибах трубопровода, а также в местах нахождения запорной арматуры и фильтров.

Для расчетов существует специальная таблица, чтобы ей воспользоваться нужно узнать скорость потока воды в трубе, — вычисляется это следующим образом: расход нужно разделить на площадь сечения трубы.

Гидроаккумулятор

Резерва в гидроаккумуляторе (он же мембранный, расширительный бак) хватит для умывания и некоторых других небольших потребностей (питье, готовка малого объема пищи), при этом нет необходимости включать нагнетатель.

ГА представляет собой герметичную металлическую емкость (баллон) внутри с резиновой мембраной или грушей, разделяющей сосуд на 2 части: одна со сжатым воздухом, вторая — для воды. Первый в емкости создает давление, оно сжимает шар с жидкостью, выталкивая ее в водопровод. А при наполнении резиновой части водой сжимается уже воздух, увеличивающий свой натиск на грушу для последующего выдавливания.

При постепенном расходе натиск внутри ГА снижается, пока не достигает порога запуска помпы. Затем, после расхода, бак наполняется, соответственно, число мПа плавно повышается — достигается значение отключения насоса. Процесс обеспечивает именно ровный стабильный напор, какие бы скачки ни были на входе в бак.

Роль гидроаккумулятора

Регулировка давления тесно связанная с ГА (в среднем его объем 20…100 л), реле без него будет работать, но полноценной схема будет только с ним.

В чем важность устройства:

• именно мембранный бак создает нужное давление, затребованные для эффективного функционирования рамки регулировки, широкий диапазон пороговых значений вкл./откл.;
• обеспечивает ровный напор, исключает гидроудары, одних из самых губительных явлений для труб и всего оборудования;
• создает резерв, затребованный при сглаживании напора и при перерасходе.

Цель и задача подсоединения реле давления к насосу — чередование включений его и гидробака. Главная функция прибора как у всех реле — сцепление/расцепление контактов электропривода, когда достигаются выставленные пользователем пороговые значения, в нашем случае давления.

Место расширительного бачка в схеме с глубинной помпой:

Расположение гидроаккумулятора в схеме с насосной станцией:

Расчет гидробака

Исчисление объема и давления для гидроаккумулятора (расширительной емкости) — отдельная тема, поэтому укажем только основы.

Иногда допускают ошибку думая, что чем больший объем, тем значительнее резерв, реже включается помпа и это лучше, но это только отчасти верно по таким причинам:

• нагрузки возрастают, ГА выходит из строя быстрее, а стоимость ремонта, замены мембраны более габаритных приборов намного выше;
• большая разница между мин. и макс. давлением приведет к понижению комфорта, например, душ принимается при 3.5 атм., которые будут понижаться в процессе до 1.5 атм. Такое снижение напора заметно, что может нервировать пользователя;
• высокий напор любит не вся сантехника, повышается риск протечек;
• слишком большой запас чреват застойными явлениями в баке.

Задача резервирования для ГА второстепенная, главная цель — сглаживание гидроударов и сокращение числа включений помпы. А для повышенного запаса ставят отдельно накопительные емкости.

Надо помнить следующий нюанс и осуществлять подбор с его учетом: вода в расширительном сосуде занимает в среднем около 1/3 общего объема бака, место для жидкости меняется с изменением давления в сосуде, что видно в приведенных нами таблицах.

Перед тем как отрегулировать реле давления воды, надо также помнить, что оптимальная разница между точками запуска/остановки ΔР 1.5–1.8 атм. На некоторых реле даже не предусмотрена регулировка этого значения — они изначально собраны именно под указанную цифру. Среднестатистически минимальный показатель в трубопроводе для водоснабжения частного дома — 1.5–1.8 атм., максимальный — 3 атм., при этом, как мы уже указали выше, запас воды в ГА — 1/3 от его общего объема. Это соотношение отлично видно по таблице.

Внутри резервного бака значение должно быть меньшим на 0.1–0.5 бар, чем для включения насоса (порога реле для запуска). Пример: для помпы с минимумом для активации автоматики в 1.6 бар нормальная величина в ГА — 1.3–1.5 бар. Это наименьшее значение для напора воздуха. Производители прописывают в инструкции и максимально возможное значение, оно у разных моделей колеблется, как правило, от 5 до 10 бар.

Крайне желательно настроить и подключить реле с учетом частоты вкл./выкл. насоса в час, указанной в его техдокументации. Есть общая рекомендация: при беспрерывной работе системы на максимальном расходе желательно, чтобы аппарат запускался не чаще 1 раза в 4–5 мин., то есть 12–15 раз/1 час.

Для точных исчислений в интернете есть множество калькуляторов, а также формулы, но это отдельная тема, тут мы укажем усредненные нормы подбора ГА:

• исходя из количества точек водоразбора:
  • 1–2 — объем от 20 до 50 л;
  • 3–4 — 80…100 л;
  • 4–5 — 150…200 л;
• исходя из мощности наоса:
  • 0.5 кВт — 24 л;
  • 1 кВт — 50 л;
  • 1.5 кВт — 100 л.

Что проверить в первую очередь

Если ваш дом оборудован насосной станцией, регулирующей работу всей водопроводной системы, следует проверить давление на выходе из неё. Проверка работоспособности насосной станции не займёт много времени — она всегда снабжается водяным манометром для автоматической регулировки включения-выключения скважинного насоса.

• Если давление на насосной станции в норме, приступаем к следующему этапу – проверке напора во всех точках внутридомовой водяной трассы. Для этого следует двигаться вдоль трубопровода, отмечая давление на разных его участках. Если ваша водопроводная система не снабжена контрольно-измерительными приборами, то следует подключать переносной манометр в точках водоразбора (смесителях, спускных кранах). Определив отрезок, на котором происходит падение давления, гораздо проще узнать его причину. Это либо засорение труб, или зарастание их отложениями, либо неисправность водозапорных кранов. Устраняется подобная неисправность специальной чисткой трубы или заменой участка водопровода, сантехнического оборудования.
• Если в домовой системе установлены фильтры грубой или тонкой очистки, обязательно проверьте их на предмет проходимости. Забитые мелким механическим мусором и взвесями, фильтры перестают пропускать воду в нужном объёме. Для этого фильтры грубой очистки снимаются, промываются, очищаются от накопившейся грязи и устанавливаются на место. Контроль состояния фильтра тонкой очистки необходимо производить, если установленная в вашем доме модель не имеет функции самоочищения.
• Целесообразно произвести ревизию смесителей. Очень часто, из-за повышенной минерализации воды в системе, краны и лейки душевых изнутри зарастают минеральными отложениями. Такой же напасти часто подвергаются внутренние механизмы водяных кранов. Такие сантехнические приборы следует тщательно прочистить, либо вовсе заменить их.

Причины низкого давления в системе водоснабжения

Во многих городах и поселках сети водоснабжения были построены еще в 70 – 80-хх годах прошлого века. Если на поверхности они периодически ремонтируются, то подземная их часть подвергается ремонту только в экстренных случаях. По этой причине, какие бы мощные насосы не были установлены на насосных станциях, давление у конечного потребителя все равно падает. Справиться с такой проблемой рядовой гражданин, проживающий в многоквартирном доме не может, но уменьшить ее влияние на себя вполне в силах.

Вторая причина, это старые или забитые трубы в самом доме. Эта проблема решается проще. Жильцы должны инициировать ремонт сетей в своей управляющей компании. Замена труб на новый пластиковые, скорее всего решит проблему давления в водопроводе. Третья причина – это засоры в трубах и арматуре в самой квартире. Это решается простой заменой кранов и других элементов, а также промывкой труб. Если сети в доме новые и трубы в квартире поменяны, но давления все равно нет, то рассматриваться должна первая причина. В этом случае, ремонта можно не дождаться до пенсии, а вода нужна сейчас. Решать ее придется самостоятельно.

Способы снятия показаний

Теоретические знания нормативных значений, касающихся водонапора, позволяют переходить к практике, дающей ответ на вопрос, как измерять в домашних условиях давление воды в кране или других водоразборных точках квартиры.

Способ #1 — применение стационарных манометров

Основным прибором для замеров давления в водопроводных коммуникациях является манометр. Существует несколько видов устройств этого назначения, отличающихся конструктивно и по принципу работы.

Наиболее распространённым типом прибора для снятия показаний давления воды является механический манометр. Он надёжен в эксплуатации, имеет легко читаемую шкалу значений и информационный циферблат

Часто контроль давления воды в квартире ограничивается показаниями прибора, установленного на границе отсекающей внутриквартирный и центральный трубопроводы. Однако в реальности показания такого манометра будут являться не совсем корректными и принимаемыми с некоторыми погрешностями.

Это обусловлено тем, что не учитываются все потери давления на элементах внутренней разводки квартиры (фильтры, тройники, запорная и регулирующая арматура). Кроме этого, на свободный напор воды оказывают влияние повороты и участки с изменением сечений трубопроводов.

Поэтому лучшим вариантом является оснащение манометрами всех входов точек потребления воды в квартире. Это вполне доступно на этапах строительства жилья или в ходе ремонтных работ по замене трубопроводов водоснабжения.

Отсутствие стационарно установленных приборов не лишает потребителя возможности произвести замер водяного давления в любой водоразборной точке другими способами.

Способ #2 — использование переносного манометра

Особенностью переносного измерительного прибора является его универсальность и возможность несложной установки на трубопроводах и такого же простого демонтажа.

Применение данного метода позволяет измерять водяное давление непосредственно на входе каждого сантехнического прибора, влияющего на её напор.

Собрать мобильный манометр можно своими руками, усовершенствовав покупной заводской прибор. Для этого необходимо: 1 — обычный водяной манометр со шкалой до 6 бар; 2 — резьбовой удлинитель; 3 —переходник с резьбы манометра 3/8 дюйма на полудюймовую резьбу удлинителя

Для уплотнения резьбовых соединений используется фум-лента.

Наиболее удобной точкой подключения для проведения замера давления воды является душ.

Алгоритм проведения измерений следующий:

1. Душевая лейка откручивается от шланга.
2. На шланг монтируется манометр.
3. Открывается кран на душе.
4. Замеряется давление.

Для снятия корректных показаний прибора необходимо в процессе замера избавиться от воздушной пробки. Устраняется она путем нескольких переключений смесителя с крана на душ или открытием и закрытием другого крана в системе водопровода.

Если нет соответствующего переходника, то вместо него можно подобрать шланг с диаметром, позволяющим подключить его к манометру. Соединение со шлангом душа в этом случае производится через штуцер с резьбой ½ дюйма.

Напор воды в течение суток может колебаться, поэтому для достоверности снимаемых показаний измерения рекомендуется производить несколько раз, в том числе в период пикового разбора воды.

Способ #3 — бесприборное определение давления

Данный способ позволяет с определённой степенью погрешности измерить давление воды в точке подключения к сантехприборам без использования специальных измерительных устройств.

Для проведения замеров необходимо приобрести прозрачный шланг/трубку ПВХ по длине около двух метров и с диаметром, позволяющим подключить его к водопроводному крану

Эксперимент с использованием прозрачного ПВХ шланга проводится по следующей методике:

1. Шланг одним концом подключается к точке разбора, выставляется и, желательно, фиксируется в вертикальном положении.
2. Открывается кран и трубка заполняется водой до отметки, соответствующей нижней части крана (нулевой уровень).
3. Верхнее отверстие герметично закрывается.
4. Открывается на максимальный напор водопроводный кран.
5. Измеряется высота водяного столба от нулевого уровня до нижней границы воздушной пробки (Н).
6. Фиксируется высота воздушной пробки (h).

Измерения расстояний необходимо проводить не сразу, а через 1-2 минуты, после того, как под давлением воды из открытого крана в шланге образуется воздушная пробка.

Формула для расчета приближённого значения давления воды из открытого крана, при использовании в качестве манометра прозрачного шланга, будет следующим. Р=Ратм × (Н + h) / h

За величину Ратм принимается значение атмосферного давления в трубке до начала эксперимента — 1 атм.