Principio di funzionamento e struttura di una tipica stazione di pompaggio per approvvigionamento idrico

Creda, una casa privata può essere attrezzata con un livello di comfort così elevato che viverci diventerà molto più comodo che in un appartamento in città. In ogni caso, si può utilizzare l'acqua corrente con altrettanta comodità. Allo stesso modo, per ottenere l'acqua basterà semplicemente aprire il rubinetto, cosa che al momento non è molto compatibile con le infrastrutture di campagna, non è d'accordo?

E non è affatto un sogno «roseo». Per realizzare l'idea, è sufficiente includere una stazione di pompaggio nello schema di approvvigionamento idrico. Essa farà al posto dei proprietari un'enorme quantità di duro lavoro fisico. In verità, per un corretto collegamento e funzionamento, è necessario conoscere bene la struttura dell'attrezzatura.

Le offriamo informazioni preziose sulle specifiche dell'uso di questa apparecchiatura. Il nostro articolo aiuterà a capire il principio di funzionamento della stazione di pompaggio e illustrerà le regole di installazione. Le informazioni che presentiamo sono integrate da schemi estremamente chiari, raccolte di foto e guide video.

Struttura della stazione di alimentazione dell'acqua

Per l'organizzazione di un sistema di approvvigionamento idrico in una casa privata, i negozi offrono stazioni di pompaggio sotto forma di un blocco compatto composto da serbatoio idropneumatico, unità di automazione e pompa elettrica. È anche possibile assemblare un impianto simile di erogazione dell'acqua utilizzando singoli componenti e attrezzature.

Entrambe le opzioni sono accettabili, ma è meglio scegliere un kit già pronto con la garanzia del produttore. Questo risulterà più economico e pratico per la manutenzione futura.

Componenti di lavoro principali

Dal punto di vista strutturale, una stazione di pompaggio per l'approvvigionamento idrico assemblata in fabbrica si differenzia da una pompa di superficie per la presenza di un sistema di controllo basato sui valori di pressione.

I seguenti componenti funzionali fanno parte del sistema:

1. Elettropompa di superficie.
2. Accumulatore idraulico con nipplo e “pera” interna in gomma.
3. Manometro.
4. Pressostato.
5. Raccordi di collegamento.

Per il prelievo dell'acqua, ad essa viene collegato un tubo di aspirazione con valvola di non ritorno e filtro a rete. All'uscita dell'impianto viene collegata la condotta che trasporta il liquido pompato ai punti di consumo. Se la stazione dispone già di filtro e valvola integrati, non è necessario aggiungerli al tubo di aspirazione.

La stazione di pompaggio è un complesso di apparecchiature che comprende un serbatoio idraulico, un pressostato, un manometro e direttamente una pompa elettrica di superficie. Se esiste la possibilità che l'unità funzioni in condizioni di “marcia a secco”, si consiglia di acquistare pompe automatiche dotate di controllore di flusso e blocco di automazione (+).

Un serbatoio idraulico a membrana insieme a una pompa centrifuga è in grado di mantenere una pressione di 1,5 atmosfere nella tubatura dell'acqua di un cottage. Questo è più che sufficiente per il funzionamento stabile di tutti gli elettrodomestici installati in case private. Inoltre, la maggior parte dei modelli di accumulatori idraulici è progettata per una pressione massima di 4,5 atmosfere, il che è più che sufficiente anche per un cottage di due o tre piani.

La stazione automatica è compatta e non richiede una pesante gettata di cemento per la base delle apparecchiature. L'elemento più grande è il serbatoio di accumulo dell'acqua. Tuttavia, per la sua installazione è necessario un locale separato a causa del rumore prodotto durante il funzionamento. Molto spesso l'intero impianto viene montato al piano terra o nel seminterrato, dove è più comodo da utilizzare e manutenere.

Più grande è la capacità del serbatoio dell'accumulatore idraulico, meno spesso il motore della pompa dovrà avviarsi e minore sarà la sua usura (+).

Una soluzione un po' cara, ma del tutto ragionevole per il posizionamento delle apparecchiature potrebbe essere un cassone, in cui può essere situato sia l'intero complesso di unità, sia la pompa con automazione senza serbatoio a membrana installato in casa. La versione economica del posizionamento della stazione in una casa di campagna prevede la realizzazione di un padiglione separato, che protegga l'unità dalle condizioni atmosferiche avverse.

Funzionamento e caratteristiche del pannello di controllo

Il compito dell'automazione di controllo della stazione di pompaggio è monitorare la pressione nel sistema e accendere/spegnere il motore della pompa idraulica secondo necessità. A tal fine, l'unità di controllo include un manometro e un relè. Il primo controlla la pressione corrente, mentre il secondo gestisce la pompa.

Gli elementi principali del relè sono due molle. La grande è regolata per chiudere il circuito alla pressione più bassa nel serbatoio a membrana, quando c'è poca acqua. La piccola controlla la pressione massima, aprendo il circuito al raggiungimento di quest'ultima.

Il relè di pressione avvia automaticamente la pompa della stazione quando la pressione scende a 1,4 bar, ad esempio, e la spegne al raggiungimento del valore massimo indicato dal produttore. Non è consigliabile modificare le impostazioni di fabbrica del relè, poiché sono calibrate per le capacità della valvola di intercettazione.

Quando si acquista una stazione di pompaggio per l'uso in circuiti con possibilità di funzionamento a secco di breve durata, è necessario prestare attenzione alla presenza di un dispositivo di controllo del flusso.

Questo è progettato per proteggere il motore dal surriscaldamento in caso di assenza di acqua nella presa. In tali unità, l'unità di controllo non si basa sui valori limite di pressione, ma sulla diminuzione del flusso.

A capire come scegliere correttamente una stazione di pompaggio per l'allestimento di un terreno di campagna, aiuterà l'articolo che proponiamo. Oltre ai preziosi consigli per gli acquirenti di attrezzature, contiene una classifica delle migliori offerte sul mercato nazionale.

Interazione tra pompa e accumulatore idraulico

La capacità del serbatoio a membrana viene scelta in base al volume di consumo idrico. Per una coppia è sufficiente un modello da 25-40 litri, mentre per una famiglia di più persone è necessario scegliere un dispositivo da almeno 100 litri.

I serbatoi inferiori a 15 litri sono consigliati solo per uso stagionale in campagna. A causa del continuo pompaggio dell'acqua, la membrana si usura rapidamente.

Nel serbatoio idraulico, nello stato iniziale, viene immessa aria attraverso il nipplo (valvola dell'aria) creando una pressione di 1,5 atm. Durante il funzionamento, l'acqua viene pompata sotto pressione nella membrana, comprimendo la “riserva” d'aria. Quando si apre il rubinetto, l'aria compressa spinge l'acqua.

Si ritiene che maggiore è la capacità, più a lungo durerà l'attrezzatura di pompaggio, poiché il numero di cicli di accensione/spegnimento si ridurrà. Tuttavia, un serbatoio di grande capacità ha un costo non indifferente.

Secondo le regole, il serbatoio idraulico viene scelto sulla base di calcoli, considerando i valori di pressione di accensione e spegnimento indicati dal produttore, e il consumo reale di acqua con i punti di prelievo aperti contemporaneamente.

La riserva di liquido nel serbatoio idraulico è solitamente circa un terzo del volume totale. Tutto lo spazio rimanente è dedicato all'aria compressa, necessaria per mantenere una pressione costante dell'acqua nei tubi.

Se l'accumulatore idraulico viene installato nel sistema di approvvigionamento idrico per ridurre al minimo i rischi legati ai colpi d'ariete, è possibile scegliere un serbatoio di piccole dimensioni. In questo caso, ciò che conta non è il volume, ma la presenza della membrana e dell'aria dietro di essa. Saranno loro, in caso di necessità, ad assorbire il colpo, attenuandone le conseguenze.

La portata della pompa deve corrispondere al volume del serbatoio a membrana (per una capacità di 20-25 litri si consiglia una pompa idraulica da 1,5 m³/h, per 50 litri da 2,5 m³/h, e per un serbatoio da 100 litri almeno 5 m³/h)

La stazione di pompaggio automatica funziona in due cicli:

1. Prima, l'acqua viene pompata nell'accumulatore idraulico dalla pompa proveniente dalla presa d'acqua, creando al suo interno una pressione dell'aria eccessiva.
2. All'apertura del rubinetto in casa, il serbatoio a membrana si svuota, dopodiché l'automazione riavvia l'attrezzatura di pompaggio.

La struttura dell'accumulatore idraulico per la stazione di pompaggio dell'acqua è estremamente semplice. È composto da un involucro metallico e da una membrana ermetica che divide tutto lo spazio interno in due parti. Nella prima si trova l'aria, mentre nella seconda viene pompata l'acqua.

La pompa immette liquido nel serbatoio a membrana solo quando la pressione nel sistema scende a circa 1,5 atm; al raggiungimento del valore massimo preimpostato, la stazione si spegne (+)

Dopo il riempimento dell'accumulatore idraulico, il relè spegne la pompa. L'apertura del rubinetto del lavandino fa sì che l'acqua, spinta dalla pressione dell'aria sulla membrana, inizi a fluire gradualmente nell'impianto idrico. A un certo punto, il serbatoio si svuota a tal punto che la pressione diminuisce. Quindi la pompa si riaccende, avviando un nuovo ciclo della stazione di pompaggio.

Con il serbatoio vuoto, il setto membranoso si comprime e aderisce alla flangia del tubo di ingresso. Dopo l'accensione dell'idropompa, la membrana si distende grazie alla pressione dell'acqua, comprimendo la parte d'aria e aumentando la pressione dell'aria stessa. Proprio questa interazione gas-liquido attraverso la barriera variabile è alla base del funzionamento del serbatoio a membrana della stazione di pompaggio.

Criteri di scelta dell'apparecchiatura

Le stazioni di pompaggio di fabbrica sono dotate di una idropompa di superficie, spesso dotata di un eiettore interno o esterno. Tuttavia, gli accumulatori idraulici possono anche essere utilizzati con apparecchiature a pompa sommersa, ma a queste viene attribuito un termine tecnico leggermente diverso: “sistema di pompaggio”.

In caso di funzionamento in tandem con la stazione, i serbatoi a membrana possono avere un volume inferiore rispetto agli idroserbatoi per impianti con pompe sommerse. Ciò è dovuto al fatto che per le unità di pompaggio sommerse il numero consentito di accensioni/spegnimenti all'ora è inferiore rispetto a quello delle pompe di superficie.

Le stazioni di pompaggio, completamente pronte per il funzionamento presso il produttore, devono solo essere collegate ai rispettivi tubi e all'alimentazione elettrica (+)

Le pompe di superficie con eiettore interno hanno notevoli limitazioni nella profondità di prelievo dell'acqua. Possono sollevare l'acqua solo da 7 a 8 metri. Tuttavia, forniscono una potente pressione in uscita con una colonna d'acqua di 40–60 metri (4–6 bar).

L'eiettore interno non teme le sacche d'aria: inizialmente pompa aria senza conseguenze negative e poi inizia a immettere l'acqua dal pozzo nel sistema.

Il principale svantaggio delle stazioni con eiettore interno è l'elevato livello di rumore durante il funzionamento. Se questi modelli di attrezzatura di pompaggio per l'approvvigionamento idrico autonomo sono previsti per l'installazione in una casa privata, si consiglia di farlo solo in locali di servizio con buon isolamento acustico.

L'uso di un eiettore remoto consente di prelevare acqua da profondità fino a 50 metri. Queste pompe sono più economiche, ma hanno un basso rendimento (non superiore al 40%). Tuttavia, producono molto meno rumore rispetto alle pompe con eiettore incorporato.

La scelta del tipo di gruppo di pompaggio per la stazione dipende dalle caratteristiche qualitative del fluido da pompare:

Determinazione della posizione per la stazione di approvvigionamento idrico

Quando si sceglie l'ubicazione per la stazione di pompaggio, è necessario basarsi sulle caratteristiche della pompa idraulica. Ogni dieci metri di tubo orizzontale tra la fonte d'acqua e la pompa riducono la sua capacità di aspirazione di 1 m.

Se si prevede di distanziarli di oltre dieci metri, è necessario scegliere un modello di gruppo di pompaggio con maggiore profondità di aspirazione.

La stazione automatica del sistema di approvvigionamento idrico autonomo può essere collocata:

• all'esterno, in un cassone vicino al pozzo;
• in un padiglione isolato costruito appositamente per l'attrezzatura di pompaggio;
• nel seminterrato della casa.

La variante esterna fissa prevede la realizzazione di un cassone e la posa di un tubo di mandata dal cassone al cottage al di sotto del livello di congelamento del terreno. Per un sistema di tubazioni utilizzato tutto l'anno, la posa al di sotto della profondità di congelamento stagionale è obbligatoria.

Quando si realizzano condotte temporanee estive per il periodo di soggiorno nella dacia, il tubo non viene interrato a più di 40 – 60 cm oppure viene posato in superficie.

Un seminterrato caldo e ventilato con isolamento acustico è il luogo ideale per l'installazione della stazione di pompaggio; lì la stazione e le tubature dell'acqua non si congeleranno in inverno (+)

Se si installa la stazione nel basamento o nel seminterrato, non si dovrà temere il congelamento della pompa in inverno. È sufficiente posare il tubo di aspirazione al di sotto del limite di congelamento del terreno, per evitare che si congeli durante i forti freddi.

Spesso il pozzo viene perforato direttamente in casa, riducendo notevolmente la lunghezza della tubatura. Ma non in ogni cottage una tale perforazione è possibile.

L'installazione di stazioni di pompaggio per l'approvvigionamento idrico in un edificio separato è possibile solo se l'attrezzatura viene utilizzata durante periodi di temperature positive. Tuttavia, per le zone con temperature invernali molto basse, questa opzione, destinata a funzionare tutto l'anno, deve essere isolata o dotata di un sistema di riscaldamento. È meglio installare direttamente la stazione di pompaggio in una casa riscaldata.

Nella scelta del luogo per l'installazione della stazione di approvvigionamento idrico, è necessario tenere conto dei limiti di temperatura indicati nel suo manuale dal produttore:

Parametri di pressione nell'accumulatore idraulico

Per il corretto funzionamento degli impianti idraulici domestici nella tubatura della villetta è necessario mantenere una pressione di 1,4–2,6 atmosfere. Per evitare che la membrana dell'accumulatore idraulico si usuri troppo rapidamente, i produttori consigliano di impostare in esso una pressione di 0,2–0,3 atm superiore a quella della tubatura.

La pressione nella tubatura di una casa a un piano è solitamente di 1,5 atm. Da questo valore si deve partire per la regolazione dell'accumulatore idraulico. Ma per edifici residenziali più grandi, la pressione deve essere aumentata affinché l'acqua arrivi a tutti i rubinetti più lontani dalla colonna montante. Qui sono necessari calcoli idraulici più complessi, tenendo conto della lunghezza e della configurazione delle tubature, nonché del numero e del tipo di impianti sanitari.

In modo semplificato, la pressione necessaria per la tubatura domestica può essere calcolata con la formula:

(H+6)/10,

dove «H» è l'altezza dalla pompa al punto più alto di erogazione dell'acqua per gli impianti sanitari all'ultimo piano della casa.

Tuttavia, se il valore calcolato della pressione nell'impianto idrico autonomo supera le caratteristiche ammissibili degli apparecchi idraulici e domestici presenti, impostando tale pressione questi ultimi si danneggeranno. In questo caso è necessario scegliere un altro schema di distribuzione delle tubature dell'acqua.

La regolazione della pressione nella parte pneumatica dell'accumulatore idraulico si effettua tramite la valvola, scaricando l'aria in eccesso oppure pompandola con un compressore per auto.

Possibili problemi nel funzionamento dell'impianto

Se la pompa si accende e si spegne troppo frequentemente, è necessario verificare immediatamente la pressione dell'aria nell'accumulatore idraulico. Se il valore è troppo basso, occorre pompare aria. Ma risolvere il problema in questo modo sarà possibile solo se la membrana e il corpo del serbatoio non sono danneggiati. In questo caso, solo rivolgersi a un centro di assistenza tecnica potrà aiutare.

Il nipplio per il pompaggio dell'aria si trova solitamente sul lato opposto all'ingresso dell'acqua del serbatoio, ma sono possibili anche varianti laterali.

Se compaiono gocce d'acqua sul nipplio della valvola dell'aria dell'accumulatore idraulico, è necessario scollegarlo immediatamente dal sistema idrico. Questo è un segno diretto di danni alla membrana. In questa situazione, è indispensabile sostituirla. L'aria non deve entrare nel sistema idrico di una casa privata attraverso il serbatoio a membrana.

Se la pompa non si accende affatto, è opportuno controllare la regolazione del relè di pressione. Ci sono casi in cui è impostato su una pressione troppo alta. Ma è anche possibile l'ingresso di aria nel tubo di aspirazione, che attiva la protezione contro il funzionamento a secco.

Vantaggi del gruppo pompa con serbatoio idraulico

L'unità di pompaggio è una componente essenziale del sistema idrico autonomo. Essa garantisce il prelievo dell'acqua da un pozzo o da un pozzo artesiano, la cui successiva distribuzione all'interno della villetta avviene mediante il funzionamento della pompa stessa, l'utilizzo di un serbatoio di carico o l'impiego di un accumulatore idraulico.

L'installazione idropneumatica di sollevamento dell'acqua e il serbatoio di carico sono progettati per mantenere una pressione costante nel sistema idrico interno dell'abitazione

L'utilizzo di un solo pompa per la distribuzione dell'acqua in un cottage comporta numerosi problemi. Con tale configurazione di approvvigionamento idrico autonomo, l'apparecchiatura di pompaggio è costretta ad accendersi e spegnersi continuamente, riducendo drasticamente la sua durata. Inoltre, in caso di interruzione dell'alimentazione elettrica, l'abitazione rimane completamente senz'acqua.

Per ridurre l'usura delle pompe e proteggere la casa in caso di guasti alla rete elettrica, viene incluso nel sistema idrico un ulteriore accumulatore. Può trattarsi di un serbatoio di carico in soffitta, dal quale l'acqua scorre per gravità fino agli apparecchi sanitari, oppure di un accumulatore idraulico che mantiene artificialmente la pressione nella rete (noto anche come serbatoio a membrana o idrobak).

In entrambi i casi la pompa si attiva per creare una riserva d'acqua nel contenitore. Solo nel secondo caso la riserva viene creata automaticamente dal sistema di controllo in base ai parametri di pressione. Inoltre, il serbatoio di accumulo consente di creare una riserva d'acqua in caso di interruzione dell'alimentazione elettrica, mentre il sistema con idrobak non funzionerà affatto senza corrente.

Tuttavia, l'accumulatore una volta riempito ha un peso considerevole e, se installato in soffitta, richiede il rinforzo del solaio e l'isolamento termico.

La soluzione con serbatoio a membrana è più comoda e pratica. Il principio di funzionamento del sistema idrico con una tale stazione di pompaggio si basa sul mantenimento artificiale della pressione dell'acqua nei tubi. La pompa stessa, che preleva l'acqua dalla fonte, si attiva solo per riempire il serbatoio. Successivamente, la sua erogazione al sistema avviene tramite aria compressa.

La pompa idraulica della stazione di pompaggio installata nel seminterrato funziona per aspirazione, il che ne consente l'utilizzo solo con falde acquifere poco profonde o con pozzi a battente naturale.

A differenza della versione con vaso di espansione, l'impianto idropneumatico è più compatto. Inoltre, l'uso di un accumulatore idraulico a membrana garantisce l'assenza di colpi d'ariete nella rete e una pressione costante nei tubi dell'acqua, semplificando inoltre la manutenzione del sistema di approvvigionamento idrico per gli utenti di una casa privata.

L'unico svantaggio delle stazioni di pompaggio con accumulatore idraulico è la dipendenza dall'energia elettrica. Il serbatoio di accumulo dell'acqua ha spesso dimensioni ridotte, da 25 a 50 litri. La pompa deve accendersi frequentemente per riempirlo e, in caso di interruzione di corrente, la riserva d'acqua non dura molto a lungo. Per evitare tali situazioni, è consigliabile dotarsi di un generatore autonomo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video #1. Da quali profondità l'attrezzatura di pompaggio è in grado di sollevare l'acqua:

Video #2. Come assemblare da soli una stazione di pompaggio utilizzando una pompa centrifuga domestica:

Video #3. Tutto sul principio di funzionamento dell'accumulatore idraulico che fa parte della stazione di pompaggio:

I sistemi automatici di approvvigionamento idrico autonomi consentono, vivendo in una casa di campagna, di non doversi preoccupare di trasportare l'acqua in secchi. Grazie alla loro struttura semplice, le stazioni di pompaggio sono facili da installare e manutenere.

Quasi chiunque è in grado di installarle. Per fortuna, esistono numerose configurazioni di apparecchiature di pompaggio di vario tipo con accumulatori idraulici, e per ogni cottage è possibile trovare la soluzione ottimale.

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