Cómo elegir una estación de bombeo para una casa privada o cabaña

Muchos propietarios de casas de campo no tienen la oportunidad de aprovechar un beneficio de civilización como una red centralizada de suministro de agua. Esto no significa en absoluto que la única salida en esta situación es transportar agua desde la fuente más cercana en baldes. Hoy en día es muy posible equipar su propio suministro de agua de presión. La estación de bombeo lo ayudará con esto, suministrando automáticamente agua de un pozo o pozo.

¿Qué estación de bombeo elegir para la casa? El mercado moderno de equipos de bombeo ofrece muchas opciones: aquí hay estaciones preparadas y componentes individuales, desde los cuales, como diseñador, puede ensamblar lo que mejor se adapte a sus necesidades.

La elección debe tomarse de manera muy responsable para que durante la operación del equipo no tenga ningún problema.

El dispositivo y el principio de funcionamiento de la estación de bombeo.

¿La estación de bombeo difiere en algo de una bomba eléctrica convencional y, de ser así, cuáles son sus ventajas?

En primer lugar, la estación de bombeo puede proporcionar la buena presión necesaria para el suministro completo de agua a la casa y la parcela.

En segundo lugar, este sistema está completamente automatizado y puede funcionar sin una supervisión constante por parte del propietario: se montó una vez y no puede recordarlo hasta que llegue el momento de una inspección y verificación de rutina.

Una elección consciente de una estación de bombeo será imposible si no presta la debida atención a su diseño y componentes básicos.

Los principales elementos estructurales de la estación de bombeo son la bomba de superficie interconectada y un acumulador hidráulico (tanque de presión), así como un interruptor de presión automático que controla el funcionamiento de la bomba. Para el funcionamiento autónomo del sistema esto no es suficiente. Pero hablaremos sobre el propósito y la disposición de los componentes adicionales un poco más tarde, y ahora nos centraremos en los principales elementos estructurales.

El dispositivo de la estación de bombeo.

El "corazón" de la estación de bombeo es la bomba. El tipo de diseño de la bomba utilizada puede ser casi cualquiera: vórtice, rotativo, de tornillo, axial, etc. - pero para el suministro de agua doméstica, por regla general, se utilizan bombas centrífugas, que se distinguen por su simplicidad de diseño y alta eficiencia.

El segundo elemento estructural importante de la estación de bombeo, el acumulador, es, de hecho, un tanque de almacenamiento (que, de hecho, se deriva de su nombre). Sin embargo, el propósito del acumulador no es solo la acumulación de agua inyectada.

Sin este elemento, la bomba se encendería / apagaría con demasiada frecuencia, cada vez que el usuario gire el grifo de su mezclador. La falta de un acumulador hidráulico afectaría negativamente la presión del agua en el sistema: el agua fluiría del grifo en una corriente delgada o se batiría demasiado rápido.

¿Cómo pueden una bomba, un acumulador hidráulico y un interruptor de presión ensamblados juntos suministrarnos automáticamente agua?

Entenderemos el principio de la estación de bombeo.

Cuando se enciende, la bomba comienza a bombear agua y llena el tanque de almacenamiento. La presión en el sistema aumenta gradualmente.La bomba funcionará hasta que la presión alcance el valor de umbral superior. Cuando se alcanza la presión máxima preestablecida, el relé se disparará y la bomba se apagará.

¿Qué sucede cuando el usuario abre el grifo en la cocina o comienza a ducharse? El consumo de agua conducirá a un vaciado gradual del acumulador y, por lo tanto, a una disminución de la presión en el sistema. Cuando la presión cae por debajo del mínimo establecido, el relé encenderá automáticamente la bomba y comenzará a bombear agua nuevamente, compensando su flujo y bombeando la presión al valor de umbral superior.

Los umbrales superior e inferior a los que se dispara el interruptor de presión se configuran en la fábrica. Sin embargo, el usuario tiene la oportunidad de hacer pequeños ajustes en el relé. La necesidad de esto puede surgir, por ejemplo, si desea aumentar la presión del agua en el sistema.

Debido al hecho de que la bomba, que es parte de la estación de bombeo, no funciona continuamente, sino que solo se enciende de vez en cuando, se minimiza el desgaste del equipo.

Un video corto que muestra el principio de la estación de bombeo:

Tipos de estaciones de bombeo y distancia al espejo de agua

Distinga las estaciones de bombeo con eyector incorporado y remoto.El eyector incorporado es un elemento estructural de la bomba, el control remoto es una unidad externa separada, sumergida en el pozo. La elección a favor de una u otra opción depende principalmente de la distancia entre la estación de bombeo y el espejo de agua.

Desde un punto de vista técnico, el eyector es un dispositivo bastante simple. Su elemento estructural principal, la boquilla, es una tubería con un extremo estrecho. Al pasar por el sitio de estrechamiento, el agua adquiere una notable aceleración. De acuerdo con la ley de Bernoulli, se crea una región con baja presión alrededor de una corriente que se mueve con mayor velocidad, es decir, se produce un efecto de rarefacción.

Bajo la influencia de este vacío, una nueva porción de agua del pozo es absorbida por la tubería. Como resultado, la bomba gasta menos energía para transportar el fluido a la superficie. La eficiencia de los equipos de bombeo aumenta, al igual que la profundidad con la que se puede bombear agua.

Estaciones de bombeo con eyector integrado

Los expulsores incorporados generalmente se colocan dentro de la carcasa de la bomba o se encuentran cerca de ella. Esto le permite reducir las dimensiones generales de la instalación y simplificar un poco la instalación de la estación de bombeo.

Dichos modelos demuestran la máxima eficiencia cuando la altura de succión, es decir, la distancia vertical desde la entrada de la bomba hasta el nivel del espejo de agua en la fuente, no supera los 7-8 m.

Por supuesto, también se debe tener en cuenta la distancia horizontal desde el pozo hasta la ubicación de la estación de bombeo. Cuanto mayor es la longitud de la sección horizontal, menor es la profundidad con la que la bomba puede elevar el agua. Por ejemplo, si la bomba se instala directamente sobre la fuente de agua, podrá elevar el agua desde una profundidad de 8 m. Si la misma bomba se retira del punto de entrada de agua en 24 m, la profundidad del aumento del agua disminuirá a 2.5 m.

Además de la baja eficiencia a grandes profundidades del espejo de agua, estas bombas tienen otro inconveniente obvio: un mayor nivel de ruido. Al sonido de la vibración de una bomba en funcionamiento, se agrega el ruido del agua que pasa a través de la boquilla del eyector. Es por eso que es mejor instalar una bomba con un eyector incorporado en un cuarto de servicio separado, fuera del edificio residencial.

Estación de bombeo con eyector integrado.

Estaciones de bombeo con eyector remoto

El eyector remoto, que es un bloque pequeño separado, a diferencia del eyector incorporado, puede ubicarse a una distancia considerable de la bomba; está conectado a la parte de la tubería sumergida en el pozo.

Eyector remoto.

Se requiere un sistema de dos tubos para operar una estación de bombeo con un eyector remoto. Una de las tuberías sirve para elevar el agua del pozo a la superficie, a lo largo de la segunda parte del agua elevada regresa al eyector.

La necesidad de colocar dos tuberías impone algunas restricciones sobre el diámetro mínimo permitido del pozo, es mejor prever esto incluso en la etapa de diseño del dispositivo.

Tal solución constructiva, por un lado, le permite aumentar significativamente la distancia de la bomba al espejo de agua (de 7-8 m, como para bombas con eyectores incorporados, a 20-40 m), pero por otro lado, reduce la eficiencia del sistema a 30- 35% Sin embargo, al tener la oportunidad de aumentar significativamente la profundidad de la ingesta de agua, puede soportarlo fácilmente.

Si la distancia al espejo de agua en su área no es demasiado profunda, entonces no hay necesidad de montar la estación de bombeo directamente cerca de la fuente. Esto significa que tiene la oportunidad de alejar la bomba del pozo sin una disminución notable en la eficiencia.

Como regla general, tales estaciones de bombeo están ubicadas directamente en un edificio residencial, por ejemplo, en un sótano. Esto proporciona un aumento en la vida útil del equipo y la simplificación de los procedimientos de configuración del sistema y el mantenimiento preventivo.

Otra ventaja indudable de los eyectores remotos es una reducción significativa en el nivel de ruido producido por una estación de bombeo en funcionamiento. El ruido del agua que pasa a través del eyector, instalado bajo tierra, ya no molestará a los residentes de la casa.

Estación de bombeo con eyector remoto.

Consumo de agua, productividad, presión.

Antes de comprar una estación de bombeo, debe comprender si este modelo puede satisfacer sus necesidades, si puede funcionar normalmente en las condiciones específicas que tenga. Esto se puede estimar por una serie de características técnicas de la bomba. Se debe prestar especial atención a parámetros tales como el cabezal creado (la altura a la cual la bomba puede elevar el agua) y su capacidad (el volumen de agua bombeada por unidad de tiempo).

El consumo total de agua de la casa es el consumo total de agua de todos los electrodomésticos (lavavajillas y lavadora) y otros grifos de agua (grifos en la cocina y el baño, desagües en el baño, llenado de piscinas, sistemas automatizados de riego y riego en el sitio, etc.).

Idealmente, la productividad de la estación no debería ser inferior a la suma de los costos de todos los puntos de consumo de agua en la casa. Solo en este caso, los residentes de la casa no experimentarán problemas con el suministro de agua y su presión. Solo en este caso, podrán abrir el grifo, sin pensar que alguien en la casa puede necesitar agua en este momento.

Como regla, las bombas suficientemente potentes entregan fácilmente hasta 3.5-8 m³ agua por hora, manteniendo una presión de 2-3 bar en la red de suministro de agua.

Para determinar la potencia de la estación de bombeo necesaria para proporcionar agua a todos los puntos de extracción, se deben evaluar tres parámetros.

1. En primer lugar, es necesario conocer la altura del agua de alimentación, es decir Calcule la distancia desde el espejo de agua hasta el punto más alto del suministro de agua.

2. En segundo lugar, es necesario tener en cuenta la presión de trabajo en el sistema de suministro de agua (para el funcionamiento normal de los electrodomésticos y la presión óptima del agua en los grifos, se requiere que la presión sea de al menos 2 bar).

3. En tercer lugar, es necesario evaluar la pérdida de presión a lo largo de todo el suministro de agua.

El cálculo del flujo de agua y el rendimiento de la bomba requerida, así como la selección de una estación de bombeo específica que cumpla con estos criterios, es tarea de especialistas. Debe determinar de antemano la distancia desde la tubería de entrada de la bomba al espejo de agua en el pozo verticalmente y la distancia de la estación de bombeo desde el pozo, para conocer el tipo y el diámetro de las tuberías utilizadas.

No será superfluo preparar un plan del sitio y de la casa, indicando la ubicación de todos los puntos del sorteo.

Hay otro punto importante que debe tenerse en cuenta antes de elegir una estación de bombeo para una casa u hogar de verano. Usted bombea agua de un pozo o de un pozo; no importa, pero la fuente está llena, es decir su capacidad para "generar" agua no debe ser inferior a la productividad de la estación.

La tasa de flujo de un pozo se puede encontrar en su pasaporte emitido por la organización de perforación.

Acumulador de estación de bombeo

El acumulador hidráulico, que es un nodo funcionalmente importante de la estación de bombeo, es un contenedor de metal sellado conectado al accesorio de salida de la bomba.

Dispositivo acumulador

Dentro del tanque hay una pared de membrana elástica, generalmente hecha de caucho natural o caucho butílico artificial.

La membrana divide el tanque en dos cámaras: aire y líquido. Un interruptor de presión acoplado al acumulador determina la presión del agua en la cámara de líquido del tanque y, en función de los datos recibidos, controla el funcionamiento de la bomba.

El material para la fabricación de un acumulador hidráulico es tradicionalmente acero. Si la membrana tiene forma de pera, el agua solo entra en contacto con ella y, por lo tanto, se excluye por completo la posibilidad de corrosión de las paredes internas del tanque.

Acumulador hidráulico con forma de pera.

Si se usa una membrana plana que separa el tanque en dos partes, entonces se aplica un recubrimiento de polímero protector a sus paredes metálicas.

En el exterior, un tanque de acero con bajo contenido de carbono protege el esmalte de la humedad atmosférica. Si planea instalar una estación de bombeo fuera de una habitación con calefacción, debe dar preferencia a un acumulador hidráulico de acero inoxidable.

Finalidad y principio de funcionamiento del acumulador.

La cámara de líquido se llena con agua, bajo la influencia de la presión creada por ella, la partición elástica se deforma. Cuando la presión cae como resultado del flujo de agua por parte de los usuarios, la membrana se endereza y una nueva porción del líquido es expulsada del tanque.

Por lo tanto, el acumulador asegura el suministro de agua a los puntos de extracción incluso cuando la bomba no funciona. Además, limita el número de arranques de la bomba. Un cierto suministro de líquido se almacena dentro del tanque y, por lo tanto, no es necesario encender la bomba cada vez que abre el grifo.

Típicamente, la velocidad de flujo del acumulador antes de rellenar es la mitad de su volumen completo. Por ejemplo, desde un tanque de 20 litros, puede bombear de manera segura 10 litros de agua, sin encender la bomba. Y cuanto menos se encienda este último, más durará.

Algunas bombas de superficie permiten una alta frecuencia de arranques, hasta 30-100 veces por hora. Sin embargo, los arranques / paradas frecuentes reducen significativamente la vida útil del motor eléctrico: el recurso de los componentes individuales del dispositivo se desarrolla prematuramente. Una opción ideal desde este punto de vista es cuando el número de encendido / apagado de la bomba no excede de 10-20 veces al día.

El acumulador hidráulico no solo crea presión en la red de suministro de agua de la casa, sirve como limitador para el número de arranques intermitentes de la bomba y almacena un suministro de agua. También le permite evitar choques hidráulicos: aumentos repentinos de presión en el sistema.

Cómo elegir el volumen del acumulador

El volumen del acumulador puede variar, según el modelo, de 8 a 100 o más litros. La elección del tamaño del tanque depende del consumo total de agua, la profundidad del pozo, la longitud de la tubería y los parámetros de la bomba. Junto con bombas con una capacidad de hasta 1.2 kW, se recomienda utilizar acumuladores hidráulicos con una capacidad de 20-24 litros, para bombas con una capacidad de 1.5-2 kW, los tanques de 50-60 litros son más adecuados.

¿Qué volumen puede considerarse óptimo? Cuanto más, mejor, pero hasta cierto punto. Teóricamente, cuanto mayor es el volumen del acumulador, más confiable está la bomba protegida contra arranques frecuentes. Sin embargo, la práctica muestra que aumentar el volumen del tanque a 100-200 litros a menudo conduce a una disminución en la comodidad de usar el suministro de agua: el usuario se ve obligado a soportar el hecho de que la presión del agua que fluye del grifo se reduce gradualmente.

Los usuarios que tienen una amplia experiencia en el funcionamiento de estaciones de bombeo son unánimes en la opinión de que el acumulador más conveniente en el volumen de 16-24 litros. Debe tenerse en cuenta que, si es necesario, siempre puede conectar un acumulador adicional del volumen requerido a la tubería de agua.

Material de fabricación de la bomba y sus elementos estructurales.

La principal desventaja de las bombas centrífugas es su alta demanda de pureza del agua bombeada. Los granos de arena, el lodo y otras partículas sólidas que ingresan al interior provocan un desgaste prematuro de las piezas de la bomba.

La vida útil del equipo depende en gran medida del material del que está hecho el impulsor. Los impulsores de acero inoxidable son más duraderos, pero son más caros que los productos de plástico, a menudo instalados en modelos domésticos.

Varios materiales también se utilizan para hacer la carcasa de la bomba.

1. Las bombas en cajas de plástico son las más baratas y, lo más importante, las más silenciosas. Al mismo tiempo, tales bombas no difieren en confiabilidad.

2. El acero, por el contrario, es el más caro y ruidoso, pero al mismo tiempo el más duradero.

3. El hierro fundido en todos los aspectos ocupa una posición intermedia.

Además del material de fabricación de la carcasa de la bomba y su impulsor, al seleccionar, vale la pena prestar atención a un parámetro más, a saber, el material del devanado del motor. A menudo, para reducir el costo y facilitar el diseño, se utiliza un devanado de aluminio.

Por desgracia, es menos duradero que el cobre, lo que afecta negativamente la fiabilidad general de la bomba, obligada a trabajar durante todo el año y casi todo el día.

Automatización de control

La principal diferencia entre las estaciones de bombeo y las bombas es la disponibilidad de equipos que les permite trabajar sin supervisión constante por parte de los humanos. Bajo la automatización de control se entiende principalmente un interruptor de presión. Esta unidad automatiza el funcionamiento de la bomba, encendiéndola y apagándola a ciertos valores de presión extrema en el sistema.

La mayoría de las estaciones de bombeo están equipadas con interruptores de presión mecánicos (de resorte). Este es un dispositivo de tamaño pequeño, dentro del cual se encuentran todos los elementos de trabajo necesarios: dos resortes de diferentes tamaños con tuercas de ajuste, contactos eléctricos, una membrana y una placa que cambia su posición dependiendo de la presión sobre el lado de la membrana.

Bajo la influencia de la presión del agua que ingresa al acumulador, la membrana se deforma y desplaza la placa, que, a su vez, comienza a actuar sobre un gran resorte. La compresión del resorte conduce a la apertura del contacto que suministra voltaje al motor de la bomba.

Cuando la presión disminuye como resultado del consumo de agua por parte del consumidor, la placa vuelve a su posición original, los contactos se cierran y la bomba comienza a funcionar nuevamente. Un resorte grande crea resistencia a la presión del agua en la membrana y la placa, uno pequeño establece la diferencia entre los umbrales de presión inferior y superior.

Los límites de presión superior e inferior se establecen en la fábrica, sin embargo, si es necesario, puede reconfigurar manualmente los umbrales superior e inferior. La fuerza de compresión de los resortes se modifica mediante las tuercas de ajuste correspondientes.

El relé mecánico puede ser reemplazado por uno electrónico. Este último no es potencia, interactúa con la automatización de la estación y ya a través de ella afecta el funcionamiento de la bomba. La funcionalidad de un relé electrónico es, por supuesto, más rica que la de uno mecánico. Algunos modelos, por ejemplo, están equipados con un temporizador por hora que limita el número de arranques de la bomba por unidad de tiempo.

Como regla general, los modelos electrónicos de relés están equipados con indicadores y un panel de control, a través del cual se ajustan los parámetros.

Estación de bombeo con relé electrónico.

Equipo adicional

Además de la bomba eléctrica, acumulador hidráulico y control automático, el paquete de cualquier estación de bombeo incluye:

• accesorios de conexión, incluidas mangueras flexibles que conectan la bomba al acumulador;
• Un manómetro que mide la presión del líquido en el sistema y facilita el monitoreo del funcionamiento de la bomba.
• válvula de retención que impide el vaciado de la línea de suministro cuando la bomba está apagada;
• filtros que impiden la entrada de impurezas mecánicas a la bomba;
• Disyuntores automáticos para la bomba.

Filtros

Las bombas centrífugas se caracterizan por una mayor demanda de pureza del líquido bombeado. Es muy importante que el agua que pasa a través de la bomba no contenga partículas abrasivas (limo, arena, etc.), así como inclusiones de fibra larga con dimensiones lineales de más de 2 mm (algas, briznas de hierba, astillas).

Después de la estación, se instalan filtros de filtrado fino que limpian el agua, que se envía al consumidor. Sin embargo, no tienen nada que ver con la estación de bombeo.

Válvula de retención

Para que la bomba pueda comenzar a bombear agua en cualquier momento, es necesario que la línea de suministro esté siempre llena. Es por eso que el sistema de admisión de agua de las estaciones de bombeo está equipado con una válvula de retención instalada inmediatamente después del filtro grueso.

La presencia de una válvula de retención elimina la necesidad de esperar mucho tiempo cada vez hasta que el agua sube a la bomba desde el pozo y, lo que es más importante, evita que la bomba funcione en el modo de arranque "seco", lo que podría provocar fallas en el equipo.

Tubo de agua con válvula antirretorno.

Automatización de protección

Nuestras redes de energía no pueden presumir de estabilidad, y el voltaje a menudo "camina" en un rango bastante amplio. La protección de equipos caros contra sobretensiones ayudará al disyuntor de corriente residual. Si este componente no está incluido en el paquete de su estación, puede (¡y debe!) Comprarse por separado. No será superfluo y el disyuntor cuando la bomba se sobrecaliente.

El sistema de protección de funcionamiento en seco es otro elemento necesario para extender la vida útil de la estación de bombeo. Es especialmente importante en casos donde la productividad del pozo es variable. Un sensor ubicado en el pozo indicará que apague la bomba tan pronto como el nivel del agua caiga por debajo del límite mínimo. Esto evitará el sobrecalentamiento y la falla de la bomba debido al bombeo de aire.

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