Werkingsprincipe en constructie van een standaard waterpompstation

Geloof me, een privéwoning kan worden uitgerust met een zo hoog comfortniveau dat het wonen er veel gemakkelijker wordt dan in een stadsappartement. In ieder geval kunt u de waterleiding met niet minder gemak gebruiken. Om water te krijgen hoeft u alleen maar de kraan open te draaien, wat nog niet erg verenigbaar is met de landelijke infrastructuur, vindt u ook?

Maar dit is helemaal geen 'rooskleurige' droom. Om het plan te realiseren, volstaat het om een pompstation in het watervoorzieningsschema op te nemen. Het zal een enorme hoeveelheid zwaar fysiek werk voor de eigenaren overnemen. Wel moet u voor een juiste aansluiting en gebruik de opbouw van de apparatuur goed kennen.

Wij bieden u waardevolle informatie over de specifieke kenmerken van het gebruik van deze apparatuur. Ons artikel helpt u het werkingsprincipe van het pompstation te begrijpen en maakt u bekend met de installatieregels. De door ons gepresenteerde informatie wordt aangevuld met uiterst duidelijke schema's, fotosets en videogidsen.

Opbouw van het waterpompstation

Voor de organisatie van waterleiding in een privéwoning bieden winkels pompstations aan als compacte eenheid bestaande uit een hydrauliektank, een automatiseringskast en een elektrische pomp. Ook is het mogelijk een dergelijke watertoevoerinstallatie uit afzonderlijke onderdelen en apparatuur samen te stellen.

Beide opties zijn aanvaardbaar, maar het is beter om een kant-en-klaar pakket met fabrieksgarantie te kiezen. Dit is goedkoper en praktischer bij verder onderhoud.

Belangrijkste onderdelen

Qua opbouw verschilt een in de fabriek geassembleerd waterpompstation van een oppervlaktepomp door de aanwezigheid van een regelsysteem op basis van drukniveaus.

De volgende functionele componenten zijn inbegrepen:

1. Oppervlakte-elektropomp.
2. Hydroaccumulator met nippel en interne rubberen ballon.
3. Manometer.
4. Drukschakelaar.
5. Verbindingsarmatuur.

Voor het oppompen van water wordt er een zuigleiding met terugslagklep en zeefilter op aangesloten. Aan de uitlaat van het toestel wordt een leiding aangesloten die de verpompte vloeistof naar de verbruikspunten transporteert. Indien het station een ingebouwd filter en klep heeft, hoeft u de zuigslang niet met deze onderdelen aan te vullen.

Een pompstation is een complex van apparatuur, bestaande uit een hydrofoortank, drukschakelaar, manometer en een directe oppervlakte-elektrische pomp. Als er een kans is dat het apparaat in “droogloop” werkt, wordt het aanbevolen om automatische pompen te kopen die zijn uitgerust met een flowcontroller en een automatische besturingseenheid (+).

Een hydraulische membraantank in combinatie met een centrifugaalpomp kan de druk in de waterleiding van een cottage handhaven op 1,5 atmosfeer. Dit is ruim voldoende voor een stabiele werking van alle huishoudelijke apparaten die in particuliere woningen worden geïnstalleerd. Bovendien is het grootste deel van de modellen hydroaccumulatoren ontworpen voor maximaal 4,5 atmosfeer druk, wat meer dan voldoende is voor zelfs een cottage van twee tot drie verdiepingen.

Het automatische station is compact en vereist geen zware betonering van de ondergrond. Het grootste element is een wateraccu-tank. Echter, voor de installatie is een aparte ruimte nodig vanwege het geluid dat tijdens bedrijf wordt geproduceerd. Meestal wordt de gehele installatie op de begane grond of in de kelder geïnstalleerd, waar het het handigst is om deze te bedienen en te onderhouden.

Hoe groter de capaciteit van de hydroaccumulatortank, hoe minder vaak de pompmotor hoeft te worden ingeschakeld en hoe minder slijtage zal optreden (+).

Een ietwat dure, maar toch redelijke oplossing voor het plaatsen van apparatuur kan een caisson zijn, waarin zowel het volledige complex van eenheden als de pomp met automatisering zonder het in huis geïnstalleerde hydraulische reservoir kan worden geplaatst. De budgetvriendelijke optie voor het plaatsen van het station in een tuinhuis vereist het bouwen van een apart paviljoen dat de eenheid beschermt tegen negatieve weersinvloeden.

Werking en kenmerken van de besturingseenheid

De taak van de besturingseenheid van het automatische pompstation omvat het bewaken van de druk in het systeem en het in- en uitschakelen van de hydraulische pompmotor indien nodig. Hiervoor bevat de besturingseenheid een manometer en een relais. De eerste controleert de huidige druk, de tweede bestuurt de pomp.

De belangrijkste onderdelen van het relais zijn twee veren. De grote veer is ingesteld om het circuit te sluiten bij de laagste druk in de membraantank, wanneer er weinig water in zit. De kleinere veer bewaakt de maximale druk en verbreekt het circuit bij het bereiken daarvan.

De drukschakelaar start automatisch de pomp van het station wanneer de druk daalt tot bijvoorbeeld 1,4 bar, en schakelt uit bij het bereiken van de maximale waarde zoals aangegeven door de fabrikant. Het is niet aan te raden om de fabrieksinstellingen van het relais te wijzigen, omdat deze zijn berekend op de mogelijkheden van de afsluiters.

Bij aanschaf van een pompstation voor gebruik in circuits met een kans op kortstondig drooglopen moet u letten op de aanwezigheid van een stromingscontroleur.

Het is bedoeld om de motor te beschermen tegen oververhitting bij gebrek aan water in de waterinlaat. In dergelijke eenheden is de besturingseenheid niet gericht op grensdrukwaarden, maar op het verminderen van de stroom.

Hoe u op de juiste manier een pompstation kiest voor het inrichten van een tuinperceel, wordt verduidelijkt in het door ons voorgestelde artikel. Naast waardevolle aanbevelingen voor kopers van apparatuur, bevat het een ranglijst van de beste aanbiedingen op de binnenlandse markt.

Interactie van de pomp met de hydroaccumulator

De inhoud van het membraanvat wordt gekozen op basis van het waterverbruik. Voor een stel is een variant van 25–40 liter voldoende, maar voor een gezin van meerdere personen moet u een apparaat van vanaf 100 liter selecteren.

Vaten van minder dan 15 liter wordt aangeraden alleen voor seizoensgebruik in de datsja te kopen. Door het continu bijpompen van water slijt het membraan daarin snel.

In de hydrauliektank wordt in de beginstatus via het nippel (luchtklep) lucht gepompt, die een druk van 1,5 atm creëert. Tijdens het bedrijf wordt onder druk water in het membraan gepompt, dat de “luchtvoorraad” samendrukt. Bij een geopende kraan duwt de samengeperste lucht het water naar buiten.

Men denkt dat hoe groter de capaciteit, hoe langer de pompapparatuur meegaat, omdat het aantal aan/uit-cycli afneemt. Een tank met een grote inhoud kost echter niet weinig.

Volgens de regels wordt de hydrauliektank geselecteerd op basis van berekeningen, uitgaande van de door de fabrikant opgegeven waarden voor in- en uitschakeldruk, het werkelijke waterverbruik bij gelijktijdig ingeschakelde tappunten.

De vloeistofreserve in de hydrauliektank bedraagt gewoonlijk ongeveer een derde van het totale volume. De resterende ruimte is bestemd voor samengeperste lucht, die nodig is om een constante waterdruk in de leidingen te handhaven.

Als de hydroaccumulator in het waterleidingsysteem wordt geïntegreerd om de risico's van waterslag te minimaliseren, dan kunt u een tank van kleine afmetingen kiezen. In dat geval is niet het volume van de tank belangrijk, maar de aanwezigheid van een membraan en de lucht erachter. Zij vangen bij een eventuele klap de klap op en dempen de gevolgen.

De capaciteit van de pomp moet overeenkomen met het volume van de membraantank (voor een inhoud van 20–25 L wordt aangeraden een hydraulische pomp van 1,5 m³/u te nemen, voor 50 L – 2,5 m³/u, en voor een reservoir van 100 L – ten minste 5 m³/u).

Een automatisch pompstation werkt in twee cycli:

1. Eerst wordt water door de pomp uit de waterinname in de hydroaccumulator gepompt, waardoor er overdruk in de lucht ontstaat.
2. Bij het openen van een kraan in huis wordt de membraantank geleegd, waarna de automatiek de pompapparatuur opnieuw start.

De opbouw van de hydroaccumulator voor een waterpompstation is uiterst eenvoudig. Deze bestaat uit een metalen behuizing en een afgedicht membraan dat de gehele binnenruimte in twee delen splitst. In het eerste deel bevindt zich lucht, en in het tweede wordt water gepompt.

De pomp pompt vloeistof in de membraantank alleen wanneer de druk in het systeem daalt tot waarden rond 1,5 atm; bij het bereiken van de ingestelde maximale drukwaarde schakelt het station uit (+).

Na het vullen van het drukvat schakelt het relais de pomp uit. Het openen van de kraan bij de wastafel zorgt ervoor dat het water, dat door de luchtdruk op het membraan wordt geduwd, geleidelijk aan het watertoevoersysteem wordt toegevoerd. Op een gegeven moment is het vat zo ver leeg dat de druk afneemt. Daarna wordt de pomp weer ingeschakeld, waardoor de cyclus van het pompstation opnieuw start.

Bij een leeg vat wordt het membraanschot samengedrukt en tegen de flens van de inlaatpijp gedrukt. Na het inschakelen van de waterpomp wordt het membraan door de waterdruk uitgestrekt, waardoor het luchtgedeelte wordt samengedrukt en de luchtdruk daarin toeneemt. Dit gas-vloeistof samenspel via de veranderlijke barrière is precies het werkingsprincipe van de membraantank van het pompstation.

Selectiecriteria voor apparatuur

Pompstations in fabrieksconfiguratie worden geleverd met een oppervlaktewaterpomp, vaak met een interne of externe injector. Drukvaten kunnen echter ook worden gebruikt met dompelpompapparatuur, maar dan wordt een iets andere technische term gebruikt: “pompsysteem”.

In het geval van samenwerking met een station kunnen membraantanks kleiner van volume zijn dan hydrauliektanks voor systemen met dompelpompen. Dit komt doordat dompelpompaggregaten een kleiner aantal toegestane in-/uitschakelingen per uur hebben dan oppervlaktepompapparaten.

Pompstations die volledig bedrijfsklaar zijn bij de fabrikant, hoeven alleen nog te worden aangesloten op de desbetreffende leidingen en de stroomvoorziening (+).

Oppervlaktepompen met een interne injector hebben ernstige beperkingen wat betreft de wateronttrekkingsdiepte. Ze kunnen water slechts tillen van 7 tot 8 meter. Ze leveren echter een krachtige waterdruk aan de uitlaat met een waterkolom van 40 tot 60 meter (4–6 bar).

Een interne injector is niet bang voor luchtbellen. Deze pompt eerst lucht zonder enige negatieve gevolgen voor zichzelf, en begint daarna het water zelf uit de put in het systeem te persen.

Het grootste nadeel van stations met een interne ejector is het hoge geluidsniveau tijdens de werking. Als deze modellen van pompapparatuur voor autonome watervoorziening gepland zijn om in een particulier huis te worden geïnstalleerd, dan wordt aanbevolen dit alleen te doen in bijkeukens met goede geluidsisolatie.

Het gebruik van externe ejector maakt het mogelijk om water te halen uit dieptes tot 50 meter. Deze pompen zijn zuiniger, maar hebben een laag rendement (niet meer dan 40%). Ze maken echter veel minder lawaai dan soortgelijke modellen met een ingebouwde ejector.

De keuze van het type pompaggregaat voor het station hangt af van de kwalitatieve kenmerken van het te verpompen medium:

Bepalen van de locatie voor het pompstation

Bij het kiezen van de locatie voor het pompstation moet men letten op de kenmerken van de waterpomp. Elke tien meter horizontale leiding tussen de waterbron en de pomp vermindert het aanzuigvermogen met 1 meter.

Als deze afstand meer dan tien meter bedraagt, moet het pompmodel worden gekozen met een grotere aanzuigdiepte.

Het automatische station van het autonome watertoevoersysteem kan worden geplaatst:

• op straat in een caisson bij de put;
• in een speciaal voor de pompapparatuur geïsoleerde paviljoen;
• in de kelder van het huis.

De stationaire externe optie omvat de aanleg van een caisson en het leggen van een persleiding daarvan naar de villa onder de vriesgrens. Bij de aanleg van een het hele jaar door gebruikte leiding is het leggen ervan onder de diepte van seizoensgebonden bevriezing verplicht.

Bij de aanleg van tijdelijke zomerleidingen tijdens een verblijf in het vakantiehuisje wordt de leiding niet dieper dan 40 – 60 cm ingegraven of wordt deze op het oppervlak gelegd.

Een warme, geventileerde kelder met geluidsisolatie is de ideale plaats voor de installatie van het pompstation; daar bevriezen het station en de waterleidingen in de winter zeker niet (+).

Wanneer het station in de plint of kelder wordt geïnstalleerd, hoeft men niet te vrezen dat de pomp in de winter bevriest. Het is alleen nodig om de aanzuigleiding onder de vriesgrens te leggen, zodat deze bij strenge kou niet bevriest.

Vaak wordt een put rechtstreeks in het huis geboord, waardoor de lengte van de leiding aanzienlijk wordt verkort. Maar niet in elke villa is een dergelijke boring mogelijk.

Het installeren van waterpompstations in een apart gebouw is alleen mogelijk als de apparatuur wordt gebruikt tijdens periodes met positieve temperaturen. Voor gebieden met zeer lage wintertemperaturen moet deze optie, die bedoeld is voor gebruik het hele jaar door, echter worden geïsoleerd of voorzien van een verwarmingssysteem. Het is beter om het pompstation direct in een verwarmd huis te installeren.

Bij het kiezen van een locatie voor het waterpompstation moet u rekening houden met de temperatuurgrenzen die door de fabrikant in de handleiding zijn vermeld:

Drukparameters in de hydroaccumulator

Voor de goede werking van huishoudelijke sanitair in de waterleiding van een villa moet een druk van 1,4–2,6 atmosfeer worden gehandhaafd. Om te voorkomen dat het membraan van de hydroaccumulator te snel slijt, raden fabrikanten aan om de druk 0,2–0,3 atm hoger in te stellen dan de leidingdruk.

De druk in de waterleiding van een eenlaags huis is gewoonlijk 1,5 atm. Van dit getal moet u uitgaan bij het afstellen van de hydrotank. Voor grotere woonhuizen moet de druk echter worden verhoogd, zodat er water is in alle kranen die het verst van de stijgleiding verwijderd zijn. Hier zijn complexere hydraulische berekeningen nodig, rekening houdend met de lengte en configuratie van de leidingen, evenals het aantal en type sanitaire voorzieningen.

U kunt de benodigde druk voor de binnenhuishoudelijke waterleiding eenvoudig berekenen met de formule:

(H+6)/10,

waarbij «H» de hoogte is van de pomp tot het hoogste punt van de watertoevoer naar de sanitaire voorzieningen op de bovenste verdieping van het huis.

Als de berekende waarde van de druk in de autonome waterleiding echter de toelaatbare specificaties van de aanwezige sanitaire en huishoudelijke apparaten overschrijdt, zullen deze apparaten defect raken bij het instellen van een dergelijke druk. In dat geval moet een ander leidingverdelingsschema worden gekozen.

Het regelen van de druk in het luchtgedeelte van de hydroaccumulator gebeurt via de nippel door overtollige lucht af te laten of door deze op te pompen met een autopomp.

Mogelijke storingen in de werking van de installatie

Als de pomp te vaak aan- en onmiddellijk weer uitschakelt, moet u onmiddellijk de luchtdruk in de hydroaccumulator controleren. Bij te lage waarden moet u deze opnieuw oppompen. Maar het probleem kan op deze manier alleen worden opgelost als het membraan en de behuizing van de tank niet beschadigd zijn. In dat geval helpt alleen een bezoek aan het servicecentrum voor reparatie.

De nippel voor het oppompen van lucht bevindt zich meestal aan de tegenovergestelde zijde van de waterinlaat van de tank, maar er zijn ook varianten aan de zijkant mogelijk.

Als er waterdruppels op de nippel van de luchtklep van de hydroaccumulator verschijnen, moet u de hydroaccumulator onmiddellijk loskoppelen van het waterleidingsysteem. Dit is een direct teken van membraanschade. Zonder vervanging ervan komt u in een dergelijke situatie niet verder. Lucht mag niet via de membraantank in het waterleidingsysteem van een privéwoning terechtkomen.

Als de pomp helemaal niet wil inschakelen, moet u naar de afstelling van de drukschakelaar kijken. Het komt voor dat deze op een te hoge druk is ingesteld. Maar er is ook de mogelijkheid dat er lucht in de aanzuigslang komt, wat leidt tot het activeren van de droogloopbeveiliging.

Voordelen van de pompinstallatie met hydraulische druktank

Het pompaggregaat is een onmisbaar onderdeel van een autonoom watervoorzieningssysteem. Het zorgt voor de watertoevoer uit een put of een bron, waarbij de waterverdeling verder in het huis plaatsvindt door de werking van de pomp zelf, het gebruik van een watertank of het toepassen van een hydroaccumulator.

De hydropneumatische wateropvoerinstallatie en de waterdrukreservoir zijn bedoeld om een constante druk in het binnenhuishoudelijke waterleidingsysteem te handhaven

Het gebruik van slechts één pomp voor de waterverdeling in het huis brengt veel problemen met zich mee. Bij een dergelijke configuratie van de autonome watervoorziening moet de pompapparatuur voortdurend aan- en uitschakelen, waardoor de levensduur aanzienlijk wordt verkort. En in het geval van een stroomstoring blijft het huis helemaal zonder water.

Om slijtage van de pompen te verminderen en het huis te beschermen tegen storingen in het elektriciteitsnet, wordt er een extra opslagtank in het watertoevoersysteem van het huis opgenomen. Dit kan een watertank op zolder zijn, waaruit het water door zwaartekracht naar de sanitaire voorzieningen stroomt, of een hydroaccumulator (ook wel membraantank of hydraulische tank genoemd) die de druk in het net kunstmatig op peil houdt.

In beide gevallen wordt de pomp ingeschakeld om een waterreserve in de tank aan te leggen. Alleen in het tweede geval wordt de reserve automatisch aangelegd door het regelsysteem op basis van drukparameters. De opslagtank maakt het mogelijk om een waterreserve aan te leggen voor het geval de stroom uitvalt, terwijl het systeem met een hydraulische tank zonder elektriciteit helemaal niet zal werken.

Een volle opslagtank heeft echter een aanzienlijk gewicht en vereist bij installatie op zolder versterking van de vloer en isolatie.

De optie met een membraantank is handiger en praktischer. Het werkingsprincipe van het watervoorzieningssysteem met een dergelijk pompstation is gebaseerd op het kunstmatig handhaven van de waterdruk in de leidingen. De pomp zelf, die water uit de waterinlaat pompt, wordt alleen ingeschakeld om de tank te vullen. Vervolgens wordt het water aan het systeem toegevoerd met behulp van samengeperste lucht.

De hydraulische pomp van het in de kelder geïnstalleerde pompstation werkt op zuiging, waardoor deze alleen kan worden gebruikt bij ondiepe watervoerende lagen of bij putten met natuurlijke waterdruk.

In tegenstelling tot de optie met een expansievat is de hydropneumatische installatie compacter. Bovendien garandeert het gebruik van een membraan-type hydroaccumulator de afwezigheid van waterslag in het net en een constante druk in de waterleidingen, en vereenvoudigt het onderhoud van het watervoorzieningssysteem voor gebruikers in een particulier huis.

Het enige nadeel van pompstations met een hydroaccumulator is de afhankelijkheid van stroom. De wateropslagtank heeft vaak een klein formaat van 25–50 liter. De pomp moet vaak worden ingeschakeld om deze te vullen, en bij stroomuitval is de waterreserve niet lang genoeg. Om dergelijke situaties te voorkomen, is het raadzaam om een autonome generator te hebben.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Vanaf welke diepten kan pompapparatuur water optillen:

Video #2. Hoe u zelf een pompstation kunt samenstellen uit een huishoudelijke centrifugaalpomp:

Video #3. Alles over het werkingsprincipe van de hydroaccumulator die deel uitmaakt van het pompstation:

Automatische autonome watervoorzieningssystemen maken het mogelijk om in een buitenhuis niet te worden belast met het dragen van water in emmers. Dankzij de eenvoudige constructie zijn pompstations eenvoudig te installeren en te onderhouden.

Bijna iedereen kan de installatie ervan aan. Gelukkig zijn er tal van configuraties van pompapparatuur van verschillende typen met hydroaccumulatoren, zodat voor elke villa een optimale oplossing kan worden gekozen.

U wilt uw eigen ervaring delen over het gebruik van een pompstation, heeft u vragen of hebt u fouten in het artikel ontdekt? Schrijf dan alstublieft uw reacties in het onderstaande blok.