Водоснабжение частного дома из скважины: схема коммуникаций

Выбор источника давления

Для водопровода используется три вида насосов:

1. Погружной.
2. Поверхностный.
3. С эжектором.

Для глубокого источника подойдет как погружной насос, так и с эжектором. Поверхностный насос годится лишь для скважины, пробуренной на песок. Отличие – в способе закачки воды.

Погружной насос толкает воду снизу, с источника, вверх, в систему.

Схема погружного насоса в скважине.

Насос с эжектором тоже выполняет подачу в дом воды из скважины методом проталкивания. Сначала он создает напор сверху (с помещения, где он стоит) вниз к скважине. Затем поток разворачивается по кругу вверх, возвращаясь в дом.

От такого круговорота получается польза. Ведь внизу за счет эжектора поток увеличивается по объему в несколько раз. Такое обогащение и обеспечивает систему водой.

Схема насоса с эжектором в скважине.

Иная картина наблюдается в поверхностном насосе. Он поставляет воду в систему путем всасывания, благодаря создаваемому разряжению на выходе. Такая технология эффективна для скважин до 8 м глубиной.

Схема поверхностного насоса в скважине.

Обустройство системы водозабора

бурение скважины и установка кессона

Процесс бурения скважины на воду – забор грунта при помощи специального бура. Зависимо от типа скважины и ее глубины, бурение можно выполнить самостоятельно, или воспользоваться услугами бурильных установок. Способ бурения (ударный, вращательный) будет зависеть от типа грунта.

❝Место вокруг размещения предполагаемой скважины не должно иметь каких-либо подземных путей и застроек. Для обустройства скважины надо выделить участок площадью – 4*6 м 2 ❞

Для бурения ручным способом используют:

Последовательность бурения скважины:

1. Тренога устанавливается над местом бурения скважины.
2. Для выемки верхних слоев грунта (1-1,5 м) надо использовать штыревой бур.
3. После прохождения верхнего слоя заменить штыревой бур обсадной трубой.
4. Бурение продолжается до достижения водоносного слоя.
5. После обнаружения нужного слоя, внутрь обсадной трубы надо вставить водопроводную оцинкованную трубу с фильтром на конце.

Муфтами соединить между собой отрезки трубы, обработать стыки герметиком.
Вынуть обсадную трубу.

Следующий шаг – обустройства кессона. Это помещение необходимо для защиты от грунтовых вод, промерзания и для обслуживания скважины. В кессоне будут соединяться выход трубы из скважины и водопровод, ведущий к дому.

Можно приобрести готовый корпус кессона, а можно сделать его самостоятельно из бетонных колец или кирпичей.

❝Кессон надо установить так, чтобы его дно и трубопровод были ниже уровня промерзания грунта, а крыша корпуса возвышалась над поверхностью – на 30 см❞

Порядок монтажа кессона:

1. Трубу скважины обкопать на глубину около 2,5-3-х метров. Диаметр ямы должен быть больше размеров кессона в два раза.
2. На дно залить бетонную подушку (толщина 20 см).
3. Установить кессон.
4. Обрезать трубу скважины – она должна выступать внутри кессона на 50 см.

На этом же уровне (2 м) надо выкопать траншею к дому для укладки водопроводной трубы.
Внешние стенки кессона надо гидроизолировать: обмазать битумной мастикой, приклеить рулонную гидроизоляцию.
Стенки кессона изнутри утеплить.
По контуру кессон залить бетонным раствором (толщина 30-40 см), не доходя до поверхности земли на 50 см.
После того, как бетон застынет, оставшееся пространство заполнить смесью сухого бетона и песка. Сверху присыпать грунтом.

выбор оптимального насоса

Для обеспечения подвода воды к потребителям с необходимым давлением, нужно устанавливать мощное оборудование для подъема воды. Это может быть автоматизированная насосная станция для водоснабжения частного дома или глубинный насос.

Насосная станция включает:

• водяной насос;
• гидроаккумулятор;
• реле давления.

❝Насосная станция подойдет для обслуживания неглубокой скважины (до 10 м), если расстояние от точки водозабора до конечного потребителя не более 10 метров❞

Автономную станцию можно использовать для обустройства водопровода на даче из скважины, а для обеспечения водой коттеджа или частного дома, лучше устанавливать глубинный насос – скважинный погружной роторный насос.

При выборе модели погружного насоса надо учитывать:

• напор насоса – сила давления, приложенная для того, чтобы протолкнуть воду;
• расход (производительность) насоса.

Необходимо определить требуемую мощность погружного насоса для обслуживания конкретной скважины. Рассмотрим на примере частного 2-х этажного дома для семьи из 4-х человек. Суммируем следующие показатели:

• глубина скважины (35 м);
• расстояние от гидроаккумулятора до выходного отверстия скважины в соотношении 1:10 (0,8);
• расстояние от уровня земли до наивысшей водозаборной точки (около 3,5 м – для 2-х этажного дома);
• требуемое давление в высокой точке водозабора (3);
• возможные потери в системе (около 2).

Таким образом: Напор насоса = 35+0,8+2+3+2=44,3 м

Пиковое потребление воды семьей 38 л/мин (2,28 м3/час) определяет производительность насоса.

монтаж глубинного насоса

Опускать насос в скважину надо очень аккуратно, чтоб не повредить оборудование. Для этого можно воспользоваться лебедкой для бурения скважины или тросами.

Последовательность погружения насоса:

1. Обратный клапан подсоединить к насосу.
2. Прикрепить обжимную муфту и соединить с наружным трубопроводом.
3. Через крепежные проушины продеть трос и зафиксировать его металлическими хомутами.
4. Прикрепить к тросу кабель питания и трубу.

Опустить насос на дно скважины и сделать отметку на тросе.
Насос поднять вверх на 1 метр.
После погружения на нужную глубину, надо закрепить трос в оголовке, который надет на обсадной трубе.
Через 5-10 минут насос наполниться водой и можно будет проверить его работу.

Следующий шаг после установки насоса – подведение трубопровода в дом и сборка автоматической системы водоснабжения.

Насосные станции и системы фильтров водопровода

Простейшая автономная система – это скважина, погружной насос и трубопровод с подключенной сантехникой. Однако чтобы подача воды была гарантированно бесперебойной, такая схема зачастую дополняется:

• Гидроаккумулятором (резервным накопителем, мембранным баком);

• Фильтрами;

• Обратными клапанами и запорной арматурой;

• Манометром и реле давления.

Схема насосной станции и её элементов

Устанавливаемая автоматика и защита позволяют отказаться от ручного включения / выключения гидронасоса по необходимости, а также обезопасить водопровод со скважиной от гидроударов и иных проблем. Однако дополнительное оборудование увеличивает стоимость всей системы обеспечения жилья водой. Без предварительных и тщательных расчетов здесь обойтись сложно. И доверить их лучше грамотному проектировщику-сантехнику.

Виды скважин: преимущества и недостатки источников

Для обустройства системы водоснабжения из скважины можно применять как песчаные, так и артезианские источники. С помощью песчаной скважины легко решить вопрос водоснабжения на дачном участке, при котором расход воды в среднем не превышает 1,5 куб.м/час. Этого объема достаточно для небольшого дома.

Основными преимуществами песчаной скважины является быстрота возведения, невысокая стоимость строительства и возможность обустройства без задействования специальной крупногабаритной строительной техники

Но для загородного коттеджа, где проживают круглый год, песчаная скважина – далеко не лучший выбор. Глубина водоносных слоев при обустройстве таких скважин не превышает и 50 метров, что не является гарантом чистоты воды. Хоть вода в песчаной скважине и чище, чем колодце, но она может содержать всевозможные примеси и агрессивные соединения. Причиной этому служит близкое расположение песчаного водоносного слоя относительно поверхностных вод. Производительность скважины относительно небольшая (в среднем около 500 л), да и срок службы невелик – около 10 лет.

Самый оптимальный вариант – артезианская скважина, которую оборудуют на глубине 100 и более метров. Основным преимуществом такой скважины является неограниченный запас воды высокого качества. Такая скважина способна выдавать до 10 куб.м/час. Этого достаточно, чтобы обеспечить водой большой участок с домом. Да и срок эксплуатации такого источника даже при активном использовании может превышать более полувека.

Вода, расположенная на значительной глубине, отфильтрована и очищена естественным путем. Благодаря этому она не содержит примеси и болезнетворные бактерии, вредные для организма человека

Если песочную скважину можно пробурить и оборудовать своими руками, то при обустройстве артезианской скважины необходимо привлекать специалистов. Хоть стоимость бурения артезианской скважины достаточно высока, экономить на этом не стоит. Поручить этот этап работ необходимо профессиональным бурильщикам, которые в зависимости от состава пород, залегающих под участком, определят водоносный горизонт и оборудуют скважину по всем правилам технологии бурения. Благодаря профессиональному подходу при обустройстве скважине вы избавите себя от целого ряда проблем работы системы в процессе эксплуатации.

Плюсы и минусы скважин

Фактически, скважина это отверстие в земле, которое бурится на глубину залегания нужного водоносного слоя. Затем в это отверстие заводится обсадная труба и подключается насосное оборудование.

Самое главное достоинство любой скважины – это ее автономность. Т.е. владелец дома становится полностью независимым от центральных коммуникаций. А кроме того, у них есть и другие достоинства:

• чистая вода – у разных источников, состав воды будет отличаться, однако чаще всего, вода, добытая из скважины пригодна для питья;
• высокая производительность – средний дебет составляет 3 м3\час, а у артезианских источников, этот показатель может достигать 6 м3\час, что полностью перекрывает потребность в воде для большинства частных домов;
• длительный срок службы – в зависимости от типа, источник может прослужить 30-50 лет;
• стоимость воды получается дешевле, чем из центрального водопровода.

Недостатки:

• бурение скважины на даче и ее полноценное обустройство требует больших финансовых затрат;
• есть зависимость от электричества;
• скважина требует проведения периодических профилактических работ;
• есть риск заиливания и пересыхания.

Также, для получения хорошего качества воды, нужно делать систему фильтрации. А, для постройки артезианского источника, потребуется получить разрешение.

Особенности горячего водоснабжения частного дома

Для того, чтобы организовать горячее водоснабжение частного дома используют электрические бойлеры, газовые колонки, и котлы на твердом или жидком топливе. Каждый из этих вариантов имеет свои особенности, плюсы и минусы. В последнее время все более популярными становятся твердотопливные котлы на пеллетах, шелухе, опилках и прочих отходах деревообрабатывающего или бумажного производства.

Котлы позволяют организовать отопление частного дома и горячее водоснабжение – одновременно с этим лучше справляются двухконтурные модели. Они отличаются высоким КПД, простотой обслуживания, экономичностью, недорогим топливом и долговечностью. Одним из наиболее оптимальных вариантов организации горячего водоснабжения является применение буферных емкостей (теплоаккумуляторов).

Наглядно про применение теплоаккумулятора в этом видео:

Заключение

Правильно спланированная система водоснабжения частного дома, плюс корректно подобранное оборудование и качественный монтаж всех элементов позволяют эксплуатировать систему на протяжении многих десятков лет, без каких-либо платежей и особых проблем.

Подземный трубопровод

Схема внешнего трубопровода с системой подогрева трубы.

Также пригодится поворотное соединение для ПНД-труб и набор дополнительных фитингов. Используйте только качественные изделия, мы рекомендуем остановить выбор на итальянских производителях.

Итак, инструкция по прокладке труб от скважины к дому:

На глубину промерзания почвы (для каждого региона своя, средняя полоса России – около 5 метра) выкапываем траншею от скважины к дому. Лучше прокладывать коммуникацию по кратчайшей прямой линии, так как тогда не понадобятся поворотные стыковочные узлы, да и расход материалов будет ниже;

Производим земляные работы

На дно траншеи подсыпаем слой песка высотой 10 – 20 см, с небольшим уклоном в сторону скважины (1% будет достаточно). На эту подсыпку укладываем трубу;

Укладываем трубу на песчаную подушку.

Один конец шланга заводим в кессон и соединяем с помощью колена и фитингов с водоподъемной трубой;

Заводим трубу в кессон и соединяем ее с подъемной веткой.

Второй конец заводим в специальное отверстие в фундаменте дома или цоколе, место входа снабжаем втулкой из пластика и тщательно герметизируем силиконом или другим герметиком;

Делаем ввод сквозь стену фундамента или цоколя.

Трубу засыпаем слоем песка так, чтобы она была укрыта на высоту 15 см, затем засыпаем траншею землей. Камни в земле попадаться не должны, трамбовать засыпку нельзя.

Обсыпаем трубу и закапываем траншею.

В нижней части трубы лучше предусмотреть дренажный кран для слива воды из скважины в случае консервации участка на зиму.

В нижней точке горизонтальной трубы или на вертикальном участке внутри скважины можно врезать кран для слива воды.

Какую трубу и фитинги выбрать

Как отмечалось выше, прокладку трубопровода рациональнее осуществлять при помощи труб из ПНД, которые наиболее распространены.  Отличительные особенности данного вида труб следующие:

• Изделия предназначены для подачи холодной воды с температурой от 0 до 40 С.;
• Диапазон максимальных давлений зависит от диаметра и может доходить до 25 атмосфер.
• ПНД трубопровод имеет более низкое гидравлическое сопротивление по сравнению с металлическими изделиями, препятствующее образованию на стенках соляного налета, ила во время циркуляции воды.
• Подсоединение к магистрали и трубам внутри дома происходит с помощью компрессионных фитингов, обеспечивающих простоту монтажа, высокую надежность и герметичность соединения.
• Труба поставляется в бухтах различной длины – это облегчает ее транспортировку и монтаж.
• Срок службы трубопровода из ПНД без потери своих физических и химических свойств составляет около 50 лет.
• В отличие от металлов, синтетические материалы устойчивы к воздействию коррозии и большинства агрессивных химических веществ.
• Полиэтилен низкого давления имеет низкую теплопроводность – это препятствует замерзанию находящейся в трубах воды в холодное время.
• Промерзание труб редко приводит к разрыву – они растягиваются, не теряя при этом своей целостности.
• В настоящее время наиболее распространенные марки – ПЭ80 или ПЭ100, последняя обладает высокой плотностью и используется для монтажа водопроводных магистралей.

Рис. 10 Трубы ПНД и фитинги – внешний вид

Официально подключаться в частном доме к магистральному водопроводу можно после составления и подписания большого количества документов, которые необходимо представить в водоканал для составления договора о подсоединении к водоподающей системе. Для экономии финансовых средств часть работ можно выполнить своими руками в пределах индивидуального участка – это законодательно не запрещено, если монтаж проведен в соответствии с техническими условиями.

Кессон

Чтобы защитить оголовок скважины и поверхностный насос рядом от замерзания и осадков, сверху нее рекомендуется оборудовать кессон. Это герметичная конструкция из пластика, бетона или кирпича. По форме она напоминает небольшой колодец до двух метров глубиной с плотно закрывающейся крышкой. При этом днище должно находиться в грунте ниже уровня его промерзания.

Пластиковый вариант приобретается уже в готовом виде в магазине. А бетонную или кирпичную конструкцию можно выполнить и своими руками. По размерам данное сооружение в системе автономного водоснабжения частного дома делается таким, чтобы внутрь него мог спуститься человек для обслуживания установленного там оборудования. Для его наружной отделки можно использовать недорогие фасадные панели, керамогранит и даже кровельный профнастил.

Схема обустройства пластикового кессона

Если коттедж построен в теплом регионе, а насос выбран погружной, то от кессона можно отказаться. Труба водопровода в этом случае вряд ли перемерзнет. Во всех остальных ситуациях дополнительная защита скважине и насосному оборудованию не помешает. Это при выборе вида фундаментного основания для здания необходимо взвесить множественные плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента и иных его аналогов. С кессоном все гораздо проще. Он нужен практически всегда.

Обустройство системы водоснабжения

Бурение скважины во всех случаях имеет своей конечной целью проведение водных коммуникаций в жилые помещения и разводку их внутри. Для достижения этого результата важна последовательность действий.

Правильный выбор места

Начать обустройство гидросистемы следует с выбора места для скважины, и если это не является проблемой, то вопрос о том, как проводить воду из скважины в дом, не поставит в тупик. Технически это решается просто с применением специальных инструментов. По-прежнему актуальной проблемой для бурения скважин под воду в частных целях являются грунтовые воды. Они влияют на выбор места обустройства скважины и ее конструкцию.

Универсальным решением принято считать обустройство кессона в подвальном помещении дома, но оно связано со сложностью и большой стоимостью работ. Как вариант, оборудование выносят в техническую комнату над пробуренной скважиной.

При планировании нового дома лучше предусмотреть именно этот вариант, так дальнейшая эксплуатация будет дешевле.

В действующих жилых строениях скважину бурят на расстоянии до 10 метров от них с учетом грунта и особенностей фундамента под дом.

Определение общей схемы

Как уже отмечалось, большинство частных домовладельцев практикуют две основные модели организации водоснабжения. Использование башенной схемы водоснабжения из скважины предпочтительно там, где предполагается экономия бюджета строительства.

Относительно простая конструкция такого устройства позволяет обеспечить жилье водой без дорогостоящего оборудования, за исключением насоса, без которого в принципе не обойтись в обоих случаях.

Центральное место в ней занимает бак (накопительная емкость), монтируемый на самой высокой отметке дома, чаще всего на чердаке. Принцип действия конструкции основан на заполнении бака, оснащенного сигнальным поплавком, при помощи насоса из скважины. Когда емкость заполнена, поплавок подает сигнал и выключает насос. Вода подается к потребителям самотеком, с различным уровнем давления, в том числе при уменьшении уровня воды в емкости.

Организация гидросистемы на основе схемы водоснабжения частного дома из скважин двухступенчатого типа подразумевает использование насосной станции. Ее расположение обусловлено техникой безопасности, внутри дома либо в изолированном крытом и утепленном помещении. Принцип ее действия основан на принудительной подаче под нужным давлением воды из скважины к потребителю, без расширительного бака. Станция занимает промежуточное положение в гидросистеме и обеспечивает стабильное давление. На входе в станцию стоит фильтр грубой очистки воды, забираемой из скважины, а на выходе – фильтр тонкой очистки.

Работа полностью автоматизирована за счет электрооборудования, а закачка воды в систему происходит в момент ослабления давления при открытых вентилях. Накачанная вода концентрируется в основном устройстве станции – гидроаккумуляторе. Следом происходит самовыравнивание давления в трубопроводах горячей и холодной воды.

Двухуровневые системы подачи воды стоят дорого, а их схемы могут дополнительно включать, кроме самой насосной станции, реле и датчики, например, датчик сухого хода.

Компоновка и расположение оборудования

Компоновка гидрооборудования, а также его расположение зависят от выбранной схемы. Как правило, погружной насос, страховочный трос, фильтр грубой очистки, электрокабель и труба для подачи воды размещаются непосредственно в скважине.

Если выбрана двухуровневая подач воды, в ней обычно размещают узел разветвителя труб либо монтируют насосную станцию. Станцию и фильтрационные устройства лучше размещать в техническом помещении дома.

Башенная система водоснабжения функционирует за счет накопительного бака, который помещают в чердачном помещении, а контрольное и фильтрационное оборудование допустимо размещать в специальной нише на первом этаже коттеджа. Бак устанавливается на лафет, опирающийся на несущие стены, либо подвешивается на кронштейны, закрепленные в одной из них.

Особенности прокладки труб

Для каждого региона существуют нормы промерзания почвы, на которые следует ориентироваться. Для прокладки магистрального водопровода, то есть той части его, что идет от скважины до дома, стоит использовать оцинкованные трубы либо аналоги из сшитого полиэтилена и металлопластика диаметром не менее 32 мм.

В тех случаях, когда нет возможности проложить магистраль на нужной глубине, используют альтернативные решения. Традиционно трубопровод для подачи воды из скважины изолируют стекловатой либо полиуретановой оберткой. Более дорогостоящий и затратный способ подразумевает обогрев саморегулируемым греющим электрокабелем.

Водоснабжение частного дома с накопительным баком

Для любого двигателя режим «старт-стоп» считается экстремальным. У электродвигателя добавляются еще и высокие пусковые токи. Чтобы «сгладить» процессы используют накопительную емкость (гидроаккумулятор). Она уменьшит количество срабатываний погружного насоса, а следовательно увеличит срок эксплуатации. Кроме того, ее можно рассматривать как запас воды в случае с перебоями в электроэнергии.

Для такого бака есть несколько мест размещения.

Самый простой — на чердаке дома, откуда вода самотеком будет распределяться между потребителями.

Скважина с накопительной ёмкостью

Но у этого варианта есть недостатки:

• необходим более мощный погружной насос, чтобы обеспечить дополнительный подъем воды;
• система водоснабжения будет иметь невысокое давление, что влияет на полив участка.

Можно расположить емкость на одном уровне с горловиной скважины.

Нагрузка на основной насос уменьшится, но для распределения воды между точками потребления необходим еще один насос — поверхностный. Давление в системе водоснабжения будет постоянно высоким, но воспользоваться водой из бака при отсутствии электроэнергии нельзя.

Варианты автономного водообеспечения из скважины

Способ #1 — с автоматизированной насосной станцией

Имея на участке неглубокую скважину, если позволяет уровень воды в источнике, устанавливают насосную станцию или ручной насос. Суть автоматизированной системы заключается в том, что под действием погружного насоса вода откачивается в гидропневматический бак, вместительность которого может варьироваться от 100 до 500 литров.

При работе с неглубокой песочной скважиной самый оптимальный вариант – обустройство автоматизированной системы водоснабжения, которая будет обеспечивать бесперебойную подачу воды в дом

Сама водонакопительная емкость разделена резиновой мембраной и реле, благодаря которым регулируется давление воды в баке. При наполненном баке насос выключен, если вода расходуется – поступает сигнал на включение насоса и откачку воды. Это значит, что насос может работать как на напрямую, подавая воду в систему, так и после снижения давления в системе до определенного уровня, чтобы пополнить «запасы» воды в гидропнематическом баке. Сам ресивер (гидробак) размещают в любом удобном месте дома, чаще всего в подсобном помещении.

От кессона к месту ввода трубы в дом прокладывают траншею, на дно которой выкладывают водопроводную трубу и электрический кабель для питания насоса. Если есть возможность, то лучше приобрести нагревательный электрический кабель, который помимо прямого назначения, будет предохранять водопроводную трубу от замерзания.

Способ #2 — с установкой глубинного насоса

При таком способе водоснабжения глубинный насос откачивает воду из скважины в накопительный бак, который размещают на возвышенной точке дома.

Чаще всего место под обустройство накопительного бака отводят в одном из помещений второго этажа дома, либо же на чердаке. Размещая емкость на чердаке, для предотвращения замерзания воды в зимние месяцы, стенки бака необходимо утеплить

Благодаря размещению бака на возвышенности создается эффект водонапорной башни, при котором за счет перепада высот между гидробаком и точками подключения возникает давление, когда 1м водяного столба равен 0,1 атмосферы. Бак может быть выполнен из нержавеющей стали или пищевого пластика. Объем емкости – от 500 до 1500 литров. Чем больше объем резервуара, тем больше запас воды: в случае отключения электроэнергии она самотеком будет поступать в кран.

Установка концевого поплавкового выключателя позволит обеспечить автоматическое включение насоса в момент понижения уровня воды в баке.

Глубинные насосы применяются в тех случаях, если расстояние до уровня воды в скважине превышает 9 и более метров

Выбирая насос, следует учитывать производительность скважины. Не смотря на то, что мощность агрегата будет влиять только на скорость наполнения водонакопительного резервуара, при выборе агрегата лучше отталкиваться от отметки максимального расхода воды в дома.

Глубинный насос вместе с электрокабелем и трубой опускают в скважину, подвешивая его на оцинкованном тросе с помощью лебедки, которую устанавливают внутри кессона. Для поддержания я необходимого давления в системе и предотвращения откачивания воды обратно в скважину, выше насоса размещают обратный клапан.

После установки всех элементов системы, остается только проверить внутреннюю разводку к точкам подключения и подключить оборудование к щитку управления.

Итоговая стоимость автоматической системы водоснабжения составляет около 3000-5000 долларов. Она зависит от глубины источника, типа насоса и количества точек водозабора внутри дома. От 30% до 50% из этой суммы уходит на инженерной обустройство системы, остальная часть расходов – на элементы, которые определяют уровень комфорта проживания.