Как провести воду в дом. Обустраиваем скважину и систему водоснабжения частного дома

Друзья, рад приветствовать! На связи снова Влад Акин. В статье «Прокладка инженерных коммуникаций как особый вид искусства: Сразу Правильно и Навсегда» я рассказал о грамотном подходе к проектированию и монтажу инженерных коммуникаций в целом. А сегодня речь пойдёт о том, как провести воду в частный дом и обустроить скважину.

Обычно я разные интересные случаи описываю в своём ТГ-блоге про Искусство инженерных коммуникаций. Но сегодняшняя ситуация заслуживает отдельного большого материала.

Кейс достаточно специфический: стояла задача «выжать» больше воды из малодебитной скважины. Проблема, характерная для южных регионов нашей страны. Но даже если вам повезло и воды в скважине у вас «хоть залейся» — не спешите закрывать статью. Будет много интересного и полезного (например, как удлинить жизнь скважинному насосу); информация, которая пригодится абсолютно всем, кто собирается бурить скважину.

За консультацией по поводу своего дома в Крыму обратился ко мне мой заказчик, которому я делал разводку водоснабжения в московской квартире.

Надо отметить, что Крым — регион вододефицитный. Сам факт наличия подземных вод и возможность пробурить скважину — уже за счастье. И поначалу, пока домом пользовались «наездами в летний сезон», всё было хорошо: воды хватало. Проблемы начались при постоянном круглогодичном проживании всей семьёй.

Примерно с июля воды перестало хватать на полив сада. Как выразился мой заказчик: «Сначала я даже нашёл некоторые положительные моменты во всём происходящем: стал доставать воду для полива из старого колодца, оставшегося от предыдущих владельцев дома. Физкультура и полное аутентичное погружение в деревенскую жизнь. Вот только к августу колодец тоже пересох».

В принципе, даже и в это время воды из скважины хватало на всё, только после полива приходилось ждать порядка 5-6 часов, пока скважина наполнится снова. Неудобно, но куда деваться… Это не казалось совсем уж серьёзной проблемой: огородно-поливной сезон должен был уже вот-вот закончиться, а вместе с ним исчезал и повышенный расход воды.

Но пришёл сентябрь, за ним – октябрь, а ситуация стала только хуже. Теперь воды хватало на последовательный приём душа 2-3 членам семьи. Четвёртому воды уже не оставалось — пришлось ввести «графики посещения ванной». Опрос соседей показал, что у половины посёлка скважины и вовсе полностью пересохли – люди перешли на привозную воду.

Более того, такая сезонность с водой — обычное дело для данной местности. С декабря по июль воды много. Зима — период активного выпадения дождей и снега в горах, которые питают подземные источники. А вот с августа по декабрь вода иногда полностью уходит.

Но, помимо описанных неудобств, появилась ещё одна грозная проблема, влекущая за собой быстрый выход из строя скважинного насоса. Чтобы понять причины, рассмотрю принципы работы скважины и скважинной автоматики.

Скважинный насос работает просто: подали напряжение – он качает, отключили — не качает. А поскольку водой мы не пользуемся постоянно, устанавливается специальная скважинная автоматика, которая контролирует подачу воды.

Существуют разные варианты, как провести воду в дом и обеспечить корректную работу скважинного насоса. Самая частая схема — с гидроаккумулятором и механическим реле давления.

Гидроаккумулятор — это бак на 30-50-100 литров с грушей-мембраной внутри. С одной стороны закачивается воздух, с другой – вода. При наборе воды воздух сжимается, а затем при открытии крана начинает выталкивать воду в систему водоснабжения. Наполнение бака контролирует реле давления.

Механическое реле представляет собой, по сути, две пружины. Одна замыкает контакты и включает насос, другая размыкает. Когда давление в баке падает ниже 2.5 атмосфер («давление включения»), насос запускается и качает воду до достижения давления в 4 атмосферы («давление отключения»).

Вообще, давление воды в частном доме может варьироваться в достаточно широких пределах. Но 3-4 атмосферы я считаю оптимальным: это обеспечивает вполне комфортный напор даже при одновременном включении нескольких потребителей. И при этом не создаёт избыточной нагрузки на скважинный насос, которому нужно не только обеспечить эти атмосферы, но ещё и предварительно поднять воду на высоту 50-70 метров из скважины.

Дополнительно устанавливается реле «защиты от сухого хода», которое отключает насос, если давление воды в системе водоснабжения дома падает меньше минимального (0.1-0.5 атмосферы). Это защита от ситуации, когда вода в скважине полностью заканчивается.

Если при наполненном гидроаккумуляторе открыть воду в доме, то скважинный насос включится не сразу: поначалу подача воды будет осуществляться из бака за счёт выталкивающей силы накачанного в гидроаккумулятор воздуха. В среднем выход воды без включения насоса составляет 40% от номинального объёма бака. Например, для бака в 100 литров первые 40 литров воды будут течь без включения насоса.

Механическое реле давления — совсем недорогой прибор, в районе 1 000 рублей. Но низкая цена в данном случае не означает плохое качество. Вполне надёжные и практичные устройства. Вот только в ситуации моего заказчика всплыли неожиданные побочные эффекты.

В момент, когда скважина полная, столб воды давит вниз и как бы «помогает» насосу. А вот когда воды в скважине оставалось мало, насос уже не осиливал выдать «давление отключения» в 4 атмосферы. Получалось, что краны в доме закрыты, а реле давления «думает», что расход воды продолжается — насос качает, а давление в баке не набирается. И в таком режиме насос мог работать без перерыва по 3-5 часов! А на это он, конечно, не рассчитан.

Немного отвлекусь и расскажу, как вообще рассчитать необходимое давление воды в системе дома и мощность насоса. Каждые 10 метров водяного столба — это 1 атмосфера. Каждые 10 метров горизонтально проложенной трубы требуют давления 0.1 атмосферы. Итого в случае моего заказчика:

Итого уже 10.5 атмосфер, что является практически потолком возможностей для установленного насоса.

В итоге к графикам посещения душа в целях экономии воды добавилась ещё необходимость вручную выключать скважинный насос. «Счастливый» владелец дома на курорте по 10 раз на дню спускался в подвал и включал/выключал насос из розетки. «Кому-то надо в душ? Ок, бегу включать воду. Не забудьте предупредить, когда закончите, чтобы я насос отключил».

Так продолжаться, конечно, не могло — нужно было искать решение проблемы.

Помимо механических реле давления, есть «умные» электронные реле. Эта автоматика умеет анализировать потребление воды и распознавать нештатные ситуации.

В нашем случае были интересны две функции: «дельта давления» и «ограничение по непрерывному времени работы».

Дельта давления. При нормальном режиме работы давление в гидроаккумуляторе всё время меняется. Насос включился — давление растёт, пока не достигнет «давления отключения». При большом расходе воды (полив, приём душа) и малом запасе в скважине давление даже при включённом насосе может медленно снижаться. Но в любом случае оно меняется.

Функция «дельта давления» фиксирует изменения давления за единицу времени. И если насос работает, а давление неизменно, то это нештатная ситуация – насос будет отключён.

Ограничение по непрерывному времени работы. Дополнительная страховочная функция. Полив и приём душа не занимают более 15-20 минут подряд. Таким образом, в штатном режиме насосу в принципе нет необходимости работать дольше без перерыва. А если всё же работает, значит, что-то идёт не так – его нужно принудительно отключить.

Мой заказчик, не будучи профессионалом в системах водоснабжения, уже фактически смирился с тем, что несколько месяцев в году водой ему придётся пользоваться в режиме жёстких ограничений. Ну, таковы природные особенности местности, что уж тут поделать. Единственным его желанием было избавиться хотя бы от постоянной беготни в подвал и ручного включения/отключения насоса во избежание выхода его из строя. Пусть уж лучше за этим следит умная автоматика.

Собственно, за консультацией по выбору электронного реле давления он ко мне и обратился: «Говорят, что все эти реле — голимый Китай, и они постоянно выходят из строя. Подскажи, какое лучше взять».

Насчёт «голимого Китая» — это, пожалуй, преувеличение. Но надо отметить, что любая умная автоматика имеет тенденцию время от времени сбоить. С необъяснимыми глюками на телефонах, поди, все сталкивались — вот и здесь тоже бывает. И хорошо, если в результате поломки реле отключит подачу воды. Хуже — если из-за «слетевшей» прошивки реле заставит насос работать без перерыва «на закрытый кран». В общем, эти неприятные моменты стоит, конечно, учитывать, решая, как провести воду в частный дом.

Но дело даже не в этом. Самое главное — даже качественное электронное реле давления никак не решало проблему с недостаточным количеством воды. И я предложил модернизировать систему согласно моему фирменному принципу — сделать Сразу Правильно и Навсегда. Моё решение предполагало установку дополнительной накопительной ёмкости и полный отказ от гидроаккумулятора и реле давления.

В данном случае вода из скважины поступает в резервуар (по-научному — безнапорный накопительный бак, а по-простому — обычную пластиковую бочку), а после – в установленный самовсасывающий насос, который и подаёт воду в дом.

Это решение было дороже. Если электронное реле давления стоит в районе 5 000 руб. и устанавливается в уже существующую систему, то покупка ёмкости, дополнительного насоса для давления воды в доме и монтажные работы обходятся в 100+ тысяч рублей. Что в общем-то тоже совсем недорого за возможность комфортно пользоваться водой без ограничений.

Но тем не менее заказчик задал мне логичный, на первый взгляд, вопрос: «Ведь установка дополнительной промежуточной бочки никак не увеличит количество воды, которое даёт скважина?» Но на самом деле увеличит. Причём не только за счёт создания резерва воды, а именно действительно увеличит приток воды в скважину!

Кажется, что такое невозможно, но продолжаем погружаться в вопрос глубже: рассмотрим, как устроена скважина и как провести воду в дом, чтобы в будущем не иметь недостатка этой самой воды. А также разберём ряд важных сопутствующих вопросов: как удлинить жизнь скважинному насосу и обеспечить стабильное давление воды в частном доме.

После бурения в землю погружается полипропиленовая труба, на которой сделаны прорези. Есть трубы с заводской перфорацией, но часто эти надрезы делают обычной болгаркой в момент монтажа скважины. Сквозь эти разрезы в скважину и будет попадать вода из подземных источников.

Объём воды, который можно одномоментно выкачать из скважины, определяется запасом в этой самой трубе. Обычно используются трубы диаметром 125 мм. Таким образом, по формуле pi*R2*h получаем: один погонный метр трубы содержит 12 литров воды.

Допустим, глубина скважины – 60 метров, самый верхний водонос расположен на глубине 20 метров. Итого 40 метров трубы будут заполнены водой, запас – 480 литров. Примерно такой (вполне достаточный) запас воды был в скважине моего клиента. Но только в зимние-весенние месяцы.

Летом и осенью уровень подземных вод существенно снижается, верхние водоносы пересыхают, и запас воды сокращается до 200 литров. А этого уже совершенно недостаточно. Добавим к этому, что уменьшается не только запас, но и приток — комфортно пользоваться водой становится невозможно.

Предложенная мною новая схема водоснабжения дома выглядит следующим образом. В скважину помещается два датчика на уровнях h1 и h2. Нижний находится чуть выше насоса (чтобы не откачивать воду «досуха»), верхний – ещё на три метра выше.

Как только вода поднимается до уровня h2, насос включается и откачивает воду до уровня h1 – за раз, получается, выкачивает 36 литров воды (= 3 погонных метра трубы), которые поступают в накопительную ёмкость в подвале дома. В ёмкости установлен ещё один датчик; если бочка полная, то насос не включится.

Подача воды в дом осуществляется уже не скважинным насосом, а отдельным поверхностным самовсасывающим насосом, который устанавливается рядом с резервной ёмкостью.

Рассмотрим преимущества такой системы. Опытным путём после запуска мы обнаружили, что вода в скважине прибывает на три метра (разница между уровнями h1 и h2 – на схеме выше) примерно за час. Другими словами, суточный дебет скважины – 36 литров/час * 24 часа = 864 литра. И это в самый пик засушливого периода. Такого количества воды более чем достаточно для семьи из четырёх человек. Другое дело, что эту воду нужно собрать и запасти, чтобы не испытывать ограничений «в моменте».

Дополнительно отмечу, что схему с безнапорным накопительным баком и дополнительным насосом для повышения давления воды в доме можно использовать и в тех случаях, когда скважинный насос не обеспечивает комфортного напора (очень глубокая скважина, недостаточная мощность насоса).

Когда скважина полностью пустая, работают все водоносы. По мере наполнения нижние водоносы «отключаются». Когда скважина наполнена, приток воды прекращается полностью. Схематично это изображено на рисунке ниже.

Чтобы стало ещё понятнее, представим, что мы набираем в баке пластиковую бутылку. Пока бутылка пустая, вода течёт, как только заполнилась — притока воды уже не будет.

Соответственно, в периоды, когда водой не пользуются – ночью или в середине дня, когда все на работе, – скважина наполняется и вода перестаёт прибывать. В нашей системе скважина всё время находится в «пустом» состоянии (пока не заполнится резервная ёмкость в подвале), приток воды идёт постоянно на максимальном уровне.

Вот так выглядит блок управления скважинной автоматикой в данном случае.

Сейчас обе индикаторные лампы горят зелёным — это значит, что и резервная ёмкость, и скважина наполнены. При большом расходе воды эти лампы загорятся красным — по факту такое теперь может случиться только летом при активном использовании воды для полива.

Сфотографировать красные индикаторы возможности нет (воды у заказчика теперь в избытке), поэтому тут объясню теоретически.

Красный цвет на индикаторе ёмкости (левая лампа) — в бочке есть свободное место.

Красный цвет на индикаторе скважины (правая лампа) — скважина пустая, ждём наполнения и включаем насос.

После монтажа новой системы уже на второй день мой заказчик стал пользоваться водой без ограничений. В течение дня уровень воды в бочке снижался, но за ночь воды приходило больше, чем было потрачено днём. Примерно за неделю ёмкость заполнилась «под горлышко» — теперь есть постоянный запас воды в 700 литров в бочке и ещё 200-400 литров в самой скважине. Ёмкость была использована номинального объёма (750 литров) — именно такая помещалась в подвале. Если место позволяет, то можно использовать резервуары большего объёма.

Итак, воду теперь можно собирать круглосуточно. Но это не единственная причина, почему воды стало больше. Многие, наверное, слышали такой термин «раскачать скважину».

Суть в том, что вода всегда несёт с собой мелкие частицы породы. И эти частицы забивают водоносные капилляры, приток воды снижается — характерная проблема для скважин, которыми пользуются редко. Чем больше «работает» скважина, тем лучше промываются водоносные слои и возрастает приток.

В нашей схеме скважина максимально возможное время находится в пустом состоянии. Соответственно, воды становится больше не только за счёт того, что вода эта сразу откачивается в резервуар, увеличивается именно приток, дебет скважины. То самое, что на первый взгляд казалось невозможным.

Но и это ещё не все преимущества новой системы водоснабжения дома.

В целом скважинные насосы — довольно-таки выносливые устройства, могут служить много лет. Но, как всегда, есть нюансы. Вот беру, например, инструкцию от популярного недорогого насоса «Водоток».

Цитата: «Данный электрический насос сконструирован в расчёте на работу в течение длительного времени при минимальном обслуживании». Что же, звучит неплохо. Но читаем дальше.

«Внимание! Запрещена эксплуатация насоса с течью сальника! Сальник насоса является быстроизнашивающейся деталью… при износе… Вам необходимо немедленно заменить сальник! При появлении течи… вода затечёт в статор насоса, что приведёт к негарантийной поломке насоса!».

Далее рассказывается, что течь сальника можно обнаружить по маслянистой плёнке на воде или по срабатыванию УЗО. А ведь как заметить такую плёнку на воде, которая течёт из крана? А когда начнёт выбивать УЗО, уже может быть поздно ремонтировать насос.

В общем, производитель делает вывод: проводить технический осмотр насоса нужно каждые 500 часов работы. А что такое 500 часов? В схеме с гидроаккумулятором насос включается время от времени, но всё равно проводит во включённом состоянии 1-2 часа в день. Во время поливного сезона это время увеличивается. Итого 500 часов работы насоса — это примерно год использования скважины. Другими словами, производитель рекомендует обслуживать насос минимум раз в год, а иначе гарантия – нихт, а у нас лапки: в инструкции всё написано.

Но поднять насос на поверхность — довольно-таки хлопотная работа. Сравнимая по стоимости с ценой нового насоса (если вести речь о недорогих ходовых моделях). Но самое главное — такая проблема есть и в дорогих европейских насосах, стоимость которых переваливает за 100 тысяч рублей. Надёжность их выше, но полностью проблема с быстроизнашиваемыми деталями принципиально не решена.

Многие пользователи автономных систем водоснабжения уже относятся к этому как к данности: работает насос 4-5 лет, потом выходит из строя. Ну, так любую технику рано или поздно приходится менять.

А теперь посмотрим, как работает скважинный насос в схеме с резервной ёмкостью. В первую неделю, пока заполнялась бочка, насос включался каждый час примерно на 30 секунд (чтобы выкачать накопившиеся 36 литров воды — 3 метра трубы между датчиками уровня). Далее интенсивность включений снизилась — теперь «скважинник» запускается в среднем 2 раза в день на пару минут, закачивая в ёмкость сразу по 100-150 литров.

Имеем 5 минут работы в сутки вместо 1.5-2 часов — в 25 раз меньше! Вот в таком случае насос действительно проживёт долгие годы без обслуживания.

При использовании гидроаккумулятора давление воды в системе водоснабжения дома будет непостоянным. Насос накачивает гидроаккумулятор до 4 атмосфер и отключается. Далее вода выталкивается грушей-мембраной внутри бака, пока давление не упадёт до 2.5 атмосфер и насос снова не включится. Соответственно, вода течёт то слабее, то сильнее, и с этим ничего поделать нельзя – это конструктивная особенность.

Не скажу, что это критичный недостаток, но всё же неприятно. А вот поверхностный насос, подающий воду из резервной ёмкости, включается мгновенно при открытии крана и стабильно поддерживает постоянное давление воды в частном доме.

Замечу также, что в схеме с гидроаккумулятором во время приёма душа скважинный насос включается каждые 1.5-2 минуты. Включился, набрал давление, отключился. И такой режим хоть и допустим, но тоже приводит к повышенному износу насоса.

Ещё одна неприятная проблема, с которой нередко сталкиваются пользователи систем автономного водоснабжения. Бывает так, что насос «затягивает» в ил, скопившийся на дне скважины, образуется вакуум, который не даёт поднять насос. Попутно ухудшается охлаждение.

В целом рекомендуется раз в несколько месяцев «потянуть» насос, «стронуть с места». Но бывает так, что даже двое взрослых физически сильных работников не могут вытащить «засосанный» насос. В этом случае применяют ручную лебедку: натягивают трос, на котором висит насос, и оставляют так на несколько часов. Потом выбирают слабину троса и повторяют процедуру. Кстати, именно по этой причине я всегда рекомендую подвешивать насосы на металлический трос, а не на штатную капроновую верёвку из комплекта.

Так вот, засасывание происходит из-за вибраций насоса во время работы. Соответственно, если скважинный насос будет включаться всего лишь на пару минут в день, то и проблемы такой не будет.

В заключение – небольшой лайфхак, который позволил нам провести модернизацию системы водоснабжения дома с минимальными усилиями и затратами.

Для работы скважины в новых условиях необходимо было опустить в неё два датчика – те самые датчики уровня воды h1 и h2. Для этого используется сигнальный электрокабель. Но вот какое дело: контролирующая автоматика устанавливается в подвале рядом с ёмкостью, а сама скважина находится в 20 метрах от дома. При этом все коммуникации — питающий кабель и труба водоснабжения — закопаны в землю на глубине 1.5 метра.

Так что же делать: неужто придётся заново всё раскапывать? Ведь пробрасывать сигнальный кабель для датчиков по поверхности земли — решение неправильное, с какой стороны ни посмотри.

К счастью, ещё в момент первичного оборудования скважины питающий кабель был проложен внутри вот такой трубы просто на всякий случай.

И вот этот самый случай настал: за конец кабеля привязали шпагат, аккуратно его вытянули, привязали дополнительные кабели для датчиков и протянули обратно к скважине. Вся работа заняла 15 минут: без вызова трактора и дорогих земляных работ. Просто и элегантно.

Знание таких мелочей иной раз очень здорово упрощает жизнь и экономит деньги заказчикам.

Подведу итог: монтаж систем водоснабжения в частном доме — непростая задача. Иногда приходится сталкиваться с совершенно непредсказуемыми проблемами, учитывать массу индивидуальных нюансов. Но всё решаемо, если подходить к проектированию грамотно, соблюдать СНиП (строительные нормы и правила), а также придерживаться моего принципа СПиН — делать Сразу Правильно и Навсегда. Больше интересной и полезной информации найдёте в моём ТГ-блоге про Искусство инженерных коммуникаций.

Сам я работаю по Москве и Московской области, в другие регионы выезжаю только на крупные проекты. Поэтому в описанном сегодня кейсе я выступил скорее консультантом: подсказал, как провести воду в частный дом, эффективно и с минимальными затратами модернизировать систему водоснабжения коттеджа. К счастью, местные исполнители не подкачали и сделали всё чётко по моей инструкции. Заказчик остался доволен.

Если у кого-то остались вопросы, буду рад ответить на них в комментариях.