Princípio de funcionamento e projeto de uma típica estação elevatória de abastecimento de água

Acredite, uma casa particular pode ser equipada com um nível de conforto tão alto que morar nela será muito mais cômodo do que em um apartamento na cidade.Em qualquer caso, o abastecimento de água pode ser utilizado com não menos comodidade. Da mesma forma, para conseguir água basta abrir a torneira, o que ainda não é muito compatível com a infraestrutura suburbana, concorda?

Mas este não é um sonho “rosado”. Para concretizar a ideia, basta incluir uma estação elevatória no esquema de abastecimento de água. Ela fará uma quantidade colossal de trabalho físico difícil para seus donos. É verdade que para conectá-lo e operá-lo corretamente, você precisa conhecer bem o design do equipamento.

Oferecemos informações valiosas sobre as especificidades do uso desta tecnologia. Nosso artigo irá ajudá-lo a entender o princípio de funcionamento da estação de bombeamento e apresentar as regras de instalação. As informações que fornecemos são complementadas com diagramas extremamente claros, coleções de fotos e tutoriais em vídeo.

Projeto de estação de abastecimento de água

Para organização abastecimento de água em uma casa particular as lojas oferecem estações elevatórias em forma de unidade compacta composta por tanque hidráulico, unidade de automação e bomba elétrica. Também é possível montar uma instalação semelhante de abastecimento de água a partir de peças e equipamentos individuais.

Ambas as opções são aceitáveis, mas é melhor escolher um kit pronto com garantia do fabricante. Isso será mais barato e prático para manutenções futuras.

Principais componentes operacionais

O projeto de uma estação elevatória de abastecimento de água montada de fábrica difere de uma bomba de superfície pela presença de um sistema de controle de pressão.

A composição inclui os seguintes componentes funcionais:

1. Bomba elétrica de superfície.
2. Acumulador hidráulico com niple e bulbo interno de borracha.
3. Medidor de pressão.
4. Pressostato.
5. Conectando acessórios.

Para tirar água, é conectado um tubo de sucção com válvula de retenção e filtro. E uma linha é conectada à saída da instalação, transportando o líquido bombeado até os pontos de consumo. Além disso, se a estação tiver filtro e válvula embutidos, a mangueira de sucção não precisa ser complementada com eles.

A estação elevatória é um conjunto de equipamentos que inclui um tanque hidráulico, um pressostato, um manômetro e uma bomba elétrica de superfície direta. Caso exista a possibilidade de a unidade funcionar em estado de “funcionamento a seco”, recomenda-se adquirir bombas automáticas equipadas com controlador de fluxo e unidade de automação (+)

Um tanque de membrana hidráulica, acoplado a uma bomba centrífuga, é capaz de manter uma pressão de 1,5 atmosferas no abastecimento de água da casa. Isso é suficiente para o funcionamento estável de todos os eletrodomésticos instalados em residências particulares. Além disso, a maioria dos modelos acumuladores hidráulicos projetado para 4,5 atmosferas de pressão máxima possível, o que é mais que suficiente mesmo para uma casa de dois ou três andares.

A estação automática é compacta e não requer concretagem pesada da área sob o equipamento. Seu maior elemento é um tanque de armazenamento de água. Porém, sua instalação requer uma sala separada devido ao ruído gerado durante o funcionamento. Na maioria das vezes, toda a instalação é instalada no rés-do-chão ou na cave, onde é mais cómodo operá-la e mantê-la.

Quanto maior a capacidade do tanque acumulador hidráulico, menos vezes o motor da bomba terá que ser ligado e menor será o desgaste (+)

Uma solução um tanto cara, mas bastante razoável para a colocação de equipamentos pode ser um caixão, no qual pode ser localizado todo o complexo de unidades e uma bomba automática sem tanque hidráulico instalada na casa. A opção econômica para localizar a estação na dacha envolve a construção de um pavilhão separado que protege a unidade da negatividade atmosférica.

Operação e recursos da unidade de controle

A tarefa da automação que controla a estação de bombeamento é monitorar a pressão no sistema e ligar/desligar o motor da bomba hidráulica conforme necessário. Para fazer isso, a unidade de controle liga o manômetro e retransmissão. O primeiro controla a pressão atual e o segundo controla a bomba.

Os principais elementos do relé são duas molas. O grande está configurado para fechar o circuito na pressão mais baixa do tanque de membrana, quando há pouca água nele. E o menor controla a pressão máxima, abrindo o circuito quando a última for atingida.

O pressostato aciona automaticamente a bomba da estação quando a pressão cai para 1,4 bar, por exemplo, e desliga quando é atingido o valor máximo especificado pelo fabricante. Não é aconselhável alterar as configurações de fábrica do relé, pois eles são projetados para as capacidades das válvulas de corte

Ao adquirir uma estação elevatória para operação em circuitos com possibilidade de operação de curto prazo sem água, é necessário atentar para a presença de um dispositivo controlador de vazão.

Foi projetado para proteger o motor contra superaquecimento em caso de falta de água na entrada de água. Nessas unidades, a unidade de controle está focada não nos valores máximos de pressão, mas na redução da vazão.

Em quão competentemente selecione uma estação de bombeamento para organizar uma casa de verão, nosso artigo proposto irá ajudá-lo a descobrir. Além de recomendações valiosas para compradores de equipamentos, avalia as melhores ofertas do mercado nacional.

Interação da bomba com o acumulador hidráulico

A capacidade do tanque de membrana é selecionada levando em consideração o volume de consumo de água. Uma opção de 25 a 40 litros será suficiente para um casal, mas para uma família de várias pessoas você terá que selecionar um aparelho de 100 litros.

Recomenda-se comprar tanques menores que 15 litros apenas para uso sazonal no país. Devido ao bombeamento constante de água, a membrana neles se desgasta rapidamente.

No estado inicial, o ar é bombeado para o tanque hidráulico através de um bocal (válvula de ar), criando uma pressão de 1,5 atm.Durante a operação, a água é bombeada para dentro da membrana sob pressão, comprimindo a “reserva” de ar. Quando a torneira está aberta, o ar comprimido empurra a água para fora

Acredita-se que quanto maior a capacidade, maior será a durabilidade do equipamento de bombeamento, pois o número de ciclos liga/desliga será reduzido. Porém, um tanque de grande capacidade custa muito.

De acordo com as normas, o tanque hidráulico é selecionado com base em cálculos, com base nos valores de pressão de ligar e desligar indicados pelo fabricante, e na vazão real de água com os pontos de captação de água ligados ao mesmo tempo.

A reserva de fluido em um tanque hidráulico é geralmente cerca de um terço do volume total do tanque. Todo o espaço restante é destinado ao ar comprimido, necessário para manter a pressão constante da água nas tubulações.

Se um acumulador hidráulico for integrado ao sistema de abastecimento de água para minimizar os riscos associados aos acumuladores hidráulicos, o tanque poderá ser selecionado em tamanho pequeno. Neste caso, não é o volume do recipiente que importa, mas a presença da membrana e do ar atrás dele. Se acontecer alguma coisa, serão eles que receberão o golpe, amenizando as consequências.

O desempenho da bomba deve corresponder ao volume do tanque de membrana (para uma capacidade de 20–25 litros recomenda-se levar uma bomba hidráulica de 1,5 m3/h, para 50 litros - 2,5 m3/h, e para um tanque de 100 litros - pelo menos 5 m3/ h)

A estação de bombeamento automática opera em dois ciclos:

1. Primeiro, a água é bombeada para o acumulador a partir da entrada de água por uma bomba, criando um excesso de pressão de ar nele.
2. Ao abrir a torneira da casa, o tanque de membrana é esvaziado, após o que a automação reinicia o equipamento de bombeamento.

O projeto de um acumulador hidráulico para uma estação elevatória de abastecimento de água é extremamente simples.É composto por um corpo metálico e uma membrana selada que divide todo o espaço interno em duas partes. O primeiro deles contém ar e o segundo é bombeado com água.

A bomba bombeia líquido para o tanque de membrana somente quando a pressão no sistema cai para cerca de 1,5 atm; quando o valor de pressão máxima especificado é atingido, a estação desliga (+)

Depois que o acumulador estiver cheio, o relé desliga a bomba. Abrir a torneira do lavatório faz com que a água espremida pela pressão do ar sobre a membrana flua gradualmente para o sistema de abastecimento de água. Em algum momento, o tanque é esvaziado a tal ponto que a pressão diminui. Após isso, a bomba liga novamente, reiniciando o ciclo de operação da estação elevatória.

Quando o tanque está vazio, a divisória da membrana é esmagada e pressionada contra o flange do tubo de entrada. Após ligar a bomba hidráulica, a membrana se expande com a pressão da água, comprimindo a parte de ar e aumentando a pressão do ar nela. É esta interação gás-líquido através de uma barreira mutável que fundamenta o princípio de funcionamento do tanque de membrana da estação de bombeamento.

Critérios de seleção de equipamentos

As estações de bombeamento construídas de fábrica vêm com uma bomba hidráulica de superfície, geralmente com um ejetor interno ou externo. No entanto, os acumuladores hidráulicos também podem ser usados ​​com equipamentos de bombeamento submersíveis, mas recebem o termo técnico ligeiramente diferente "sistema de bombeamento".

Ao operar em conjunto com uma estação, os tanques de membrana podem ter volume menor do que os tanques hidráulicos para sistemas com bombas submersíveis. Isto se deve ao fato de que as unidades de bombeamento submersíveis têm menos tempos de ativação/desativação permitidos por hora do que as máquinas de bombeamento de superfície.

As estações elevatórias, totalmente preparadas para funcionar na unidade fabril, apenas necessitam de estar ligadas às tubagens adequadas e à alimentação eléctrica (+)

Bombas de superfície, possuindo ejetor interno, apresentam sérias restrições quanto à profundidade de captação de água. Eles só podem levantar água de 7 a 8 metros. No entanto, eles produzem uma forte pressão de água na saída com uma coluna de água de 40–60 metros (4–6 bar).

O ejetor interno não tem medo de congestionamentos de ar. Eles primeiro bombeiam o ar sem quaisquer consequências negativas para si próprios e depois começam a bombear água do poço para o sistema.

A principal desvantagem das estações com ejetor interno é o alto nível de ruído durante a operação. Se estes modelos de equipamentos de bombagem para abastecimento autónomo de água forem planeados para instalação numa casa honesta, recomenda-se fazê-lo apenas em salas de serviço com bom isolamento acústico.

Uso ejetor remoto permite tirar água de profundidades de até 50 metros. Essas bombas são mais econômicas, mas apresentam baixa eficiência (não mais que 40%). Mas eles fazem muito menos ruído do que os análogos com ejetor embutido.

A escolha do tipo de unidade elevatória para uma estação depende das características de qualidade do meio planejado para bombeamento:

Determinando um local para uma estação de abastecimento de água

Ao escolher um local para uma estação de bombeamento, você precisa se concentrar nas características da bomba hidráulica. Cada dez metros de tubulação horizontal entre a fonte de água e a bomba reduz sua capacidade de sucção em 1 m.

Se for esperado que eles se separem por uma distância superior a dez metros, então o modelo da unidade de bombeamento deve ser selecionado com maior profundidade de sucção.

Uma estação automática para um sistema autônomo de abastecimento de água pode ser localizada:

• na rua, em um caixão perto de um poço;
• em pavilhão isolado construído especificamente para equipamentos de bombeamento;
• no porão da casa.

A opção externa estacionária oferece arranjo do caixão e colocar um tubo de pressão até a casa abaixo do nível de congelamento do solo. Ao instalar uma tubulação que opera o ano todo, é obrigatória sua colocação abaixo da profundidade de congelamento sazonal.

Ao instalar tubulações temporárias de verão para o período de residência na dacha, a tubulação não é enterrada abaixo de 40 - 60 cm ou colocada na superfície.

Uma cave quente e ventilada com isolamento acústico é o local ideal para instalar uma estação elevatória, onde esta e as tubagens de abastecimento de água definitivamente não congelarão no inverno (+)

Se você instalar a estação em um porão ou porão, não precisará se preocupar com o congelamento da bomba no inverno. Basta colocar o tubo de sucção abaixo da linha de congelamento do solo para que não congele no frio extremo.

Freqüentemente, um poço é perfurado dentro de casa, o que reduz significativamente o comprimento do oleoduto. Mas tal perfuração não é possível em todas as casas.

A instalação de estações elevatórias de abastecimento de água em edifício separado só é possível se o equipamento funcionar em períodos de temperaturas positivas. Porém, para zonas com temperaturas invernais muito baixas, esta opção, concebida para funcionar durante todo o ano, deve ser isolada ou instalado um sistema de aquecimento. É melhor instalar imediatamente a estação elevatória diretamente na casa aquecida.

Na escolha do local para uma estação de abastecimento de água, é necessário levar em consideração os limites de temperatura especificados em seu passaporte pelo fabricante:

Parâmetros de pressão no acumulador

Para o funcionamento adequado dos encanamentos domésticos no abastecimento de água da casa, é necessário manter uma pressão de 1,4–2,6 atmosferas. Para evitar que a membrana do acumulador se desgaste muito rapidamente, os fabricantes recomendam definir a pressão nela 0,2–0,3 atm acima da pressão da torneira.

A pressão no abastecimento de água de uma casa térrea é geralmente de 1,5 atm. Esta figura deve ser usada como ponto de partida ao ajustar o tanque hidráulico. Mas para edifícios residenciais maiores, a pressão deve ser aumentada para que haja água em todas as torneiras mais distantes do riser. Isso requer cálculos hidráulicos mais complexos, levando em consideração o comprimento e a configuração das tubulações, bem como a quantidade e tipo de instalações hidráulicas.

Você pode simplesmente calcular a pressão necessária para o abastecimento de água interno usando a fórmula:

(H+6)/10,

onde “H” é a altura da bomba até o ponto mais alto de abastecimento de água até o encanamento do último andar da casa.

No entanto, se o indicador calculado pressão no abastecimento autônomo de água excederão as características permitidas dos encanamentos e dispositivos domésticos existentes e, quando essa pressão for definida, eles falharão. Neste caso, é necessário selecionar um layout diferente de tubulações de água.

A pressão na parte de ar do acumulador é regulada através do carretel, sangrando o excesso de ar ou bombeando-o com uma bomba de carro

Possíveis problemas com a instalação

Se a bomba ligar e desligar com muita frequência, verifique imediatamente a pressão do ar no acumulador. Se os indicadores estiverem subestimados, será necessário aumentá-los.Mas só será possível resolver o problema desta forma se a membrana e o corpo do tanque não estiverem danificados. Aqui, apenas entrar em contato com um centro de serviços com reparadores ajudará.

O bocal para bombear o ar geralmente está localizado na lateral do tanque, oposto à entrada de água, mas opções laterais também são possíveis

Se aparecerem gotas de água no bocal da válvula de ar, o acumulador deve ser imediatamente desconectado do sistema de abastecimento de água. Este é um sinal direto de dano à membrana. Em tal situação, você não pode prescindir de substituí-lo. O ar não deve entrar no sistema de abastecimento de água de uma residência particular através de um tanque de membrana.

Se a bomba não quiser ligar, você deve dar uma olhada ajustando o pressostato. Há momentos em que a pressão é muito alta. Mas também é possível que entre ar na mangueira de sucção, o que aciona a proteção contra funcionamento a seco.

Vantagens de uma unidade de bomba com tanque hidráulico

A unidade de bombeamento é parte integrante de um sistema autônomo de abastecimento de água. Fornece abastecimento de água a partir de um poço ou poço, cuja distribuição de água ao redor da casa é feita através do funcionamento da própria bomba, da utilização de um tanque de água ou de um acumulador hidráulico.

A instalação hidropneumática de elevação de água e o tanque de água são projetados para manter a pressão constante no sistema de abastecimento de água intradomiciliar

Usar apenas uma bomba para distribuir água por uma casa está associado a muitos problemas. Com este arranjo abastecimento de água autônomo o equipamento de bombeamento é forçado a ligar/desligar constantemente, razão pela qual sua vida útil é drasticamente reduzida. E numa situação em que o fornecimento de energia é cortado, a casa fica sem água.

Para reduzir o desgaste das bombas e proteger a casa em caso de acidentes nas redes elétricas, é incluído um dispositivo de armazenamento adicional no sistema de abastecimento de água da casa. Pode ser uma caixa d'água no sótão, de onde a água flui para as instalações hidráulicas por gravidade, ou um acumulador hidráulico que mantém artificialmente a pressão na rede (também conhecido como tanque de membrana ou tanque hidráulico).

Em ambos os casos, a bomba é ligada para formar um abastecimento de água no recipiente. Somente no segundo caso a reserva é criada automaticamente por um sistema de controle baseado em parâmetros de pressão. Ao mesmo tempo, o tanque de armazenamento permite criar uma reserva de água em caso de queda de energia, e um sistema com tanque hidráulico sem eletricidade não funcionará de todo.

Porém, quando cheio, o tanque de armazenamento é bastante pesado e, quando instalado no sótão, necessita de reforço do teto e isolamento térmico.

A opção com tanque de membrana é mais conveniente e prática. O princípio de funcionamento de um sistema de abastecimento de água com tal estação de bombeamento baseia-se na manutenção artificial da pressão da água nas tubulações. A própria bomba, que bombeia água da tomada d'água, é ligada apenas para encher o tanque. Em seguida, é fornecido ao sistema por meio de ar comprimido.

A bomba hidráulica da estação elevatória instalada no subsolo funciona por sucção, o que permite sua utilização apenas em aquíferos rasos ou com poços com pressão natural de água

Ao contrário da opção com tanque de expansão, a instalação hidropneumática é mais compacta. Além disso, a utilização de um acumulador hidráulico tipo membrana garante a ausência de martelo hidráulico na rede e pressão constante nas tubulações de abastecimento de água, além de simplificar a manutenção do sistema de abastecimento de água aos consumidores de uma residência particular.

A única desvantagem das estações elevatórias com acumuladores hidráulicos é a sua dependência energética. O tanque de armazenamento de água geralmente é pequeno, de 25 a 50 litros. A bomba tem que ser ligada com frequência para abastecê-la e, quando as luzes se apagam, a reserva de água não dura muito. Para eliminar tais situações, é aconselhável estocar um gerador autônomo.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. De que profundidade o equipamento de bombeamento pode levantar água?

Vídeo nº 2. Como montar você mesmo uma estação de bombeamento a partir de uma bomba centrífuga doméstica:

Vídeo nº 3. Tudo sobre o princípio de funcionamento do acumulador hidráulico incluído na estação elevatória:

Os sistemas automáticos e autônomos de abastecimento de água permitem, ao morar em uma casa de campo, não se preocupar em carregar água em baldes. Graças ao seu design simples, as estações de bombeamento são fáceis de instalar e manter.

Quase qualquer pessoa pode instalá-los. Felizmente, existem muitas configurações de equipamentos de bombeamento de vários tipos com acumuladores hidráulicos, a solução ideal pode ser selecionada para cada casa.

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