Instalacje wodociągowe - pompy, hydrofory, uzdatnianie wody

Pompy głębinowe stosuje się, gdy lustro wody jest na głębokości większej niż 7-8 m od osi pompy

Pompy

Im większe natężenie przepływu (czyli większy strumień wody), tym mniejsze będzie ciśnienie podnoszonej cieczy i odwrotnie: zwiększenie ciśnienia powoduje zmniejszenie strumienia wody. Dlatego wybierając pompę bierze się pod uwagę nie tylko wymagane ciśnienie, ale także możliwość otrzymania przy tym ciśnieniu wymaganego natężenia przepływu.

Pompy muszą mieć atest Państwowego Zakładu Higieny dopuszczający je do kontaktu z woda pitną. Pompy różnią się konstrukcją i wykonaniem w zależności od tego, jakie medium będą przetłaczały.

Wyróżniamy pompy domowe:

• do czystej wody,
• do brudnej wody i ścieków,
• do instalacji c.o. i c.w.u.

zależnie od przeznaczenia na rynku dostępne są pompy:

• głębinowe,
• zatapialne,
• ogrodowe,
• obiegowe.

Pompy głębinowe

Przykładowe połączenie pompy samozasysajacej ze studnią

Umożliwiają pobieranie ze studni wody do zasilania domowej instalacji wodociągowej. Montuje się je w studniach, w których lustro wody znajduje się poniżej 8 m - w innym przypadku wystarcza zwykła pompa samozasysająca. Elementy pompy głębinowej są umieszczone w tulei, co umożliwia zainstalowanie pompy w studni wierconej niewielkiej średnicy.

Pompy głębinowe mogą pracować w pozycji poziomej lub pionowej (w studniach przydomowych instaluje się je najczęściej pionowo). Podczas pracy pompa musi być całkowicie zanurzona w wodzie, dlatego tuleję wykonuje się z materiałów odpornych na korozję: stali nierdzewnej, mosiądzu, żeliwa.

Silnik pompy zwykle ma zabezpieczenie przed brakiem fazy, przeciążeniem, zmianami (spadkiem) napięcia w sieci oraz tzw. suchobiegiem czyli pracą bez wody, która mogłaby spowodować uszkodzenie pompy i silnika. Połączenie pompy głębinowej ze zbiornikiem hydroforowym pozwala na jej wykorzystanie do zasilania w wodę domowej instalacji wodociągowej.

Po odkręceniu kranu pompa włącza się automatycznie i ze zbiornika wypływa woda pod ciśnieniem. Pompy sterowane automatycznie z silnikiem o regulowanych obrotach i wbudowaną przetwornicą częstotliwości umożliwiają utrzymanie stałego ciśnienia wody bez względu na liczbę odbiorników.

Pompy zatapialne (zanurzeniowe)

Pompy zatapialne stosuje się do pompowania brudnej wody i ścieków. Zależnie od modelu mogą być wykorzystywane do:

• odprowadzania do kanalizacji zużytej wody z zainstalowanych na niższym poziomie (np. w piwnicy) zmywarek, zlewozmywaków, wanien, kabin prysznicowych,
• przepompowywania ścieków,
• wypompowywania wody z zalanych piwnic, basenów, rowów, wykopów budowlanych,
• tłoczenia wody ze studzienek zbiorczych systemów drenażowych i automatycznego obniżania w ten sposób poziomu wody w celu zapobieżenia zawilgoceniu ścian budynku,
• zasilania fontann, kaskad wodnych, wodospadów.

Ich konstrukcję stanowi wspólna obudowa z silnikiem dostosowanym do pracy w zanurzeniu. Na rynku dostępne są dwa rodzaje pomp - do wody brudnej i ścieków. Pompy do wody brudnej pompują wodę lekko zanieczyszczoną bez fekaliów - ze zmywarek, pralek, zlewozmywaków, wanien. Pompy do ścieków pompują wszelkiego rodzaju ścieki z gospodarstw domowych.

Stosuje się je tam, gdzie nie ma możliwości grawitacyjnego odprowadzenia ścieków. Pompy zatapialne dostępne są w wersji z wyłącznikiem pływakowym umożliwiającym bezosobową obsługę. Mogą pracować jako urządzenia wolno stojące lub stacjonarne. Wolno stojące wstawiane są do zbiornika ze ściekami i połączone z instalacją elastycznym przewodem.

Stacjonarne - są wprowadzane do zbiornika na prowadnicach i łączą się ze sztywnym przewodem tłocznym przez stopę sprzęgającą. Korpusy i wirniki pomp zatapialnych wykonuje się z żeliwa, stali nierdzewnej, brązu, technopolimeru.

Pompy ogrodowe

Są to pompy samozasysające, wykorzystywane do pompowania wody powierzchniowej (ze strumienia, stawu, rzeki, zbiornika na deszczówkę) lub wody ze studni. Zwierciadło wody nie może leżeć głębiej niż 7-8 m pod powierzchnią terenu. Pompy samozasysające nadają się też do szybkiego osuszania basenów. Można je wykorzystywać do zmywania większych powierzchni (podjazdów, tarasów) strumieniem wody pod ciśnieniem.

Pompy obiegowe

Pompy obiegowe są stosowane w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej, w systemach ogrzewania podłogowego i klimatyzacji. Pompy obiegowe stosowane w instalacjach ciepłej wody użytkowej zwane też pompami cyrkulacyjnymi. Zastosowanie pomp obiegowych pozwala na zmniejszenie średnicy rur i ilości wody w instalacji, dzięki czemu grzejniki nagrzewają się szybciej i bardziej równomiernie.

Prędkość obrotowa silnika pompy jest regulowana ręcznie lub automatycznie. W przypadku regulacji ręcznej pompa jest wyposażona w przełącznik prędkości. Regulacja może być dwu-, trzy- lub czterostopniowa, pozwalająca na ustawienie prędkości w zakresie od 60 do 100% prędkości maksymalnej. W pompach z automatyczną regulacją przestawienie obrotów silnika jest płynne i przebiega samoczynnie.

Taka pompa zapewnia stałą cichą pracę. Regulacja automatyczna pozwala na dostosowanie do zmiennych warunków hydraulicznych; można wtedy zrezygnować z niektórych elementów instalacji (np. zaworów przelewowych).

W nowoczesnych pompach sterowanych elektronicznie można wybrać i ustawić za pomocą przełączników różne regulacje: z utrzymaniem stałej różnicy ciśnienia, ze zmienną różnicą ciśnienia oraz z różnicą ciśnienia zależną od temperatury. W pierwszym przypadku różnica ciśnienia wytwarzanego przez pompę jest utrzymywana na stałym poziomie w całym dopuszczalnym obszarze zmian przepływu.

W drugim przypadku różnica ciśnienia jest zmieniana zależnie od natężenia przepływu wody. W trzecim przypadku różnica ciśnienia zmienia się w zależności od temperatury cieczy. Możliwa jest też praca z tak zwanym obniżeniem nocnym - w godzinach nocnych następuje przełączenie na stałą, zmniejszoną prędkość obrotową. Korpus pompy może być wykonany z żeliwa, brązu lub stali nierdzewnej.

Do tłoczenia wody w domowych instalacjach ciepłej wody użytkowej stosuje się pompy o korpusach z brązu. Stosowanie pomp z korpusem z brązu zaleca się również w instalacjach ogrzewania podłogowego (woda w tych instalacjach może być napowietrzona i powodować osadzanie się kamienia kotłowego oraz korozję żeliwa).

Natomiast w instalacjach centralnego ogrzewania stosuje się pompy z korpusami żeliwnymi. Ważne jest, aby pompa była każdorazowo odpowietrzona przed uruchomieniem oraz po okresie braku wody w instalacji. Praca "na sucho" jest szkodliwa.

Niektóre firmy oferują pompy połączone z separatorem powietrza. Pompy mogą być pojedyncze lub podwójne (dwie pompy w jednej obudowie). Pompy podwójne mogą pracować: w systemie pracy naprzemiennej, w systemie gotowości lub w systemie równoległym. W systemie pracy naprzemiennej pompy pracują na przemian, każda jako pompa główna, a następnie rezerwowa.

Zmiana następuje albo w określonych odstępach czasu (np. co 24 godziny) albo w przypadku awarii (jeśli pompa główna wyłączy się z powodu usterki, automatycznie włącza się pompa rezerwowa). Wydajność i ciśnienie są liczone dla pojedynczej pompy.

Podczas zmiany obie pompy pracują przez krótki czas razem. W systemie gotowości jedna pompa stale pracuje jako główna, a druga jako rezerwowa (ich role mogą być zamienione). W systemie równoległym obie pompy pracują jednocześnie - niezależnie od siebie. Przy obciążeniu częściowym jedna pompa może być wyłączona.

Domowe zestawy hydroforowe

Zestawy hydroforowe stosuje się, gdy woda na cele konsumpcyjne i użytkowe pobierana jest ze studni lub, gdy po podłączeniu do wodociągu, ciśnienie jest niewystarczające, aby woda dopłynęła do wszystkich punktów poboru. Zestaw hydroforowy składa się z:

• pompy,
• zbiornika wodno-powietrznego, potocznie nazywanego hydroforem,
• przełącznika ciśnieniowego z monometrem.

Zbiorniki w tradycyjnych zestawach stosowanych w domach jednorodzinnych są dość duże - zazwyczaj mają pojemność 100 l i ustawiane są w pozycji pionowej. Najczęściej współpracują z pompami wirowymi samozasysającymi. Natomiast nowoczesne zestawy mają znacznie mniejsze gabaryty, charakteryzują się tzw. kompaktową budową.

Zbiornik ciśnieniowy ma zamontowaną szczelną membranę gumową, oddzielającą wodę od poduszki powietrznej. Może być poziomy lub pionowy. Montuje się go na pompie lub pod pompą, a większe jako wolno stojące. W sprzedaży spotyka się zbiorniki ciśnieniowe wielkości 20, 50 i 200 l. Nowoczesne zestawy w odróżnieniu od tradycyjnych cechują się znacznie cichszą pracę.

Zestawy hydroforowe umożliwiają utrzymanie stałego ciśnienia wody we wszystkich punktach czerpalnych. Mogą być wykorzystywane w domach jednorodzinnych, domkach letniskowych, dużych ogrodach i szklarniach, gdzie ręczne uruchamianie pompy, kiedy potrzebna jest woda, byłoby kłopotliwe.

Pomieszczenie, w którym ma się znajdować tradycyjny hydrofor musi mieć:

• wymiary 2x2,5 m (w rzucie) i wysokości 2,5 m
• instalację elektryczną wodoszczelną, grzewczą - zapewniającą temperaturę min. +5°C oraz wentylację umożliwiającą 1,5-krotną wymianę powietrza w ciągu godziny
• posadzkę ułożoną ze spadkiem 1% w kierunku wpustów kanalizacyjnych, które powinny być o takiej przepustowości, aby w razie awarii cała woda mogła spłynąć do kanalizacji
• drzwi o szerokości pozwalającej na swobodne wniesienie lub wyniesienie największego elementu zestawu

Eksploatacja tradycyjnych hydroforów jest kłopotliwa ze względu na:

• ubytek powietrza wskutek rozpuszczania się tlenu w wodzie, powoduje częste włączanie się pompy, należy więc uzupełniać okresowo poduszkę powietrzną
• roszenie zbiornika, co oznacza niewłaściwą wentylację pomieszczenia
• głośną pracę pompy, najczęściej spowodowaną zapowietrzeniem przewodu ssawnego

Uzdatnianie wody

Przed zakupem określonego urządzenia do uzdatniania wody powinno się poznać jej właściwości fizyko-chemiczne i bakteriologiczne. Jeśli woda pobierana jest z wodociągu, wtedy analizę może udostępnić terenowa stacja sanitarno-epidemiologiczna (sanepid).

Natomiast jeśli woda jest ze studni, badania można wykonać w stacji sanepidu, bądź w laboratorium prywatnym lub na wyższej uczelni. Na podstawie otrzymanych wyników firmy oferujące urządzenia do uzdatniania wody dobiorą odpowiedni rodzaj i parametry jednego lub kilku urządzeń. W domowej instalacji najczęściej stosowane filtry to:

• filtry mechaniczne (wstępne) - mają za zadanie wstępnie oczyścić wodę z piasku, rdzy, mułu i osadów. Wkłady filtracyjne wykonywane są ze stalowej lub poliestrowej siatki, tworzywa sztucznego, materiału ceramicznego. Montuje się jej zazwyczaj na wejściu wody do budynku,
• filtry węglowe - przeznaczone są do poprawy barwy, smaku i zapachu wody oraz usuwają chlor i związki chloropochodne, związki organiczne, pestycydy, fenole. Wkład wypełniony jest węglem aktywnym, węglem z dodatkiem srebra, który chroni przed rozwojem bakterii wewnątrz wkładu. Aby przedłużyć żywotność filtru z wkładem węglowym, powinien przed nim być założony filtr mechaniczny zatrzymujący większe zanieczyszczenia,
• odżelaziaczo-odmanganiacze - usuwają żelazo, mangan, siarkowodór oraz dodatkowo zmniejszają zabarwienie i mętność wody. Jako materiał filtracyjny wykorzystywane jest złoże żwirowe lub katalityczne. Aby proces przebiegał odpowiednio woda przed filtracją musi być napowietrzona, dlatego mają one wbudowaną specjalną dyszę. Filtry te montowane są za filtrami mechanicznymi, ale przed zmiękczaczami,
• zmiękczacze - usuwają jony wapnia i magnezu (powodujące twardość wody) i zastępują je jonami sodu. Proces zachodzi na żywicy jonowymiennej. Często woda wymagająca zmiękczenia wymaga również odżelazienia (do wartości podanych przez producenta urządzenia), więc zmiękczacze montuje się po filtrze mechanicznym i odżelaziaczu,
• systemy z odwróconą osmozą - zatrzymują ponad 90% zanieczyszczeń takich jak: azotyny, metale ciężkie, pierwiastki promieniotwórcze, bakterie, wirusy. Niestety usuwają również niezbędne dla zdrowia domieszki - związki magnezu, wapnia, potasu - dlatego oczyszczoną wodę przepuszcza się przez mineralizator, w którym zostaje nasycona mikroelementami. Najczęściej montuje się je w szafce pod zlewozmywakiem,
• sterylizatory - niszczą bakterie i wirusy poprzez emitowanie ze specjalnych lamp promieniowania ultrafioletowego (UV),
• magnetyzery - powodują zmiany właściwości cieczy przez poddanie jej działaniu silnego pola magnetycznego. Następuje uporządkowanie (polaryzacja) cząsteczek cieczy oraz nadanie im ładunku dodatniego. Zmienia się odczyn cieczy i inaczej przebiegają w niej procesy chemiczne, m.in. zwiększa się łatwość rozpuszczania w niej minerałów i związków chemicznych. Krystalizacja soli wapnia i magnezu (będących przyczyną tworzenia się kamienia) następuje wewnątrz cieczy, a nie na ściankach przewodów. Stosowanie magnetycznego uzdatniania wody jest szczególnie wskazane tam, gdzie ze względów sanitarnych ograniczone jest stosowanie środków chemicznych.