Funktionsprincip og opbygning af en typisk pumpestation til vandforsyning

Tro mig, et privat hjem kan indrettes med en så høj komfort, at det bliver langt mere bekvemt at bo i end i en bylejlighed. I hvert fald kan man bruge vandforsyningen med lige så stor bekvemmelighed. På samme måde skal man blot åbne hanen for at få vand, hvilket endnu ikke er særlig foreneligt med landinfrastrukturen, er du enig?

Men dette er slet ikke en 'regnbue' drøm. For at realisere idéen er det nok at inkludere en pumpestation i vandforsyningsskemaet. Den vil udføre en kolossal mængde hårdt fysisk arbejde for ejerne. Men for korrekt tilslutning og drift skal man dog kende udstyrets opbygning godt.

Vi tilbyder dig værdifuld information om specifikationerne ved brug af det nævnte udstyr. Vores artikel vil hjælpe dig med at forstå pumpestationens funktionsprincip og gøre dig bekendt med installationsreglerne. De oplysninger, vi præsenterer, er suppleret med ekstremt klare diagrammer, fotosamlinger og videovejledninger.

Opbygning af vandforsyningsstationen

Til organisering af vandforsyning i et privat hjem tilbyder butikker pumpestationer som et kompakt modul bestående af en hydrauliktank, en styreenhed og en elektrisk pumpe. Man kan også samle en lignende vandforsyningsinstallation af separate dele og udstyr.

Begge muligheder er acceptable, men det er bedre at vælge et færdigt sæt med producentens garanti. Det bliver billigere og mere praktisk ved fremtidig vedligeholdelse.

Vigtigste arbejdskomponenter

En fabrikssamlet vandforsyningspumpestation adskiller sig fra en overfladepumpe ved at have et styresystem baseret på trykværdier.

Følgende funktionelle komponenter indgår:

1. Overfladeelektropumpe.
2. Hydrauliktank med nippel og indvendig gummiblære.
3. Manometer.
4. Trykafbryder.
5. Forbindelsesarmatur.

Til vandindtag tilsluttes et sugerør med kontraventil og netfilter. Og til installationens udløbsåbning tilsluttes en hovedledning, der transporterer den pumpede væske til forbrugspunkterne. Hvis stationen har indbygget filter og ventil, behøver sugeslangen ikke suppleres med dem.

En pumpestation er et udstyrskompleks, der omfatter en hydrauliktank, trykafbryder, manometer og selve overfladeelektropumpen. Hvis der er risiko for, at enheden arbejder i tilstanden “tørdrift”, anbefales det at købe automatpumper udstyret med flowkontrol og automatikkontrolenhed (+)

En hydraulisk membrantank kombineret med en centrifugalpumpe kan opretholde et tryk på 1,5 atmosfærer i husvandledningen. Dette er tilstrækkeligt til stabil drift af alt husholdningsudstyr, der installeres i private huse. Desuden er de fleste modeller af hydrauliktanke designet til et maksimalt tryk på 4,5 atmosfærer, hvilket er mere end nok selv for et hus i to til tre etager.

Den automatiske station er kompakt og kræver ikke tung betonstøbning af arealet under udstyret. Dens største element er den vandakkumulerende tank. Men dens installation kræver et separat rum på grund af den støj, der genereres under drift. Oftest installeres hele enheden i stueetagen eller i kælderen, hvor den er mest bekvem at betjene og vedligeholde.

Jo større kapacitet hydrauliktanken har, jo sjældnere skal pumpemotoren starte, og jo mindre bliver dens slid (+)

En noget dyr, men helt rimelig løsning til placering af udstyret kan være en caisson, hvori både hele enheden og pumpen med automatik uden tryktank installeret i huset kan placeres. Et budgetvenligt alternativ til stationen på sommerhuset er at opføre en separat pavillon, der beskytter enheden mod vejrliget.

Funktion og egenskaber ved styreenheden

Styringen af pumpestationens automatik har til opgave at overvåge trykket i systemet og tænde/slukke for hydrotrykpumpens motor efter behov. Til dette formål indeholder styreenheden en manometer og et relæ. Manometeret overvåger det aktuelle tryk, mens relæet styrer pumpen.

Relæets hovedelementer er to fjedre. Den store fjeder er indstillet til at slutte kredsløbet ved det laveste tryk i membrantanken, når der er lidt vand i den. Den lille fjeder styrer maksimumtrykket og afbryder kredsløbet, når dette nås.

Trykrelæet starter automatisk stationens pumpe, når trykket falder til f.eks. 1,4 bar, og slukker den, når den maksimale værdi specificeret af producenten nås. Det anbefales ikke at ændre relæets fabriksindstillinger, da de er beregnet til ventilernes kapacitet.

Ved køb af en pumpestation til drift i kredsløb med risiko for kortvarig tørløb skal man være opmærksom på tilstedeværelsen af en flowcontroller.

Det er beregnet til at beskytte motoren mod overophedning, hvis der ikke er vand i indtaget. I sådanne enheder er styreenheden ikke orienteret mod trykgrænseværdier, men mod reduktion af flowet.

Vores artikel vil hjælpe dig med at forstå, hvordan du korrekt vælger en pumpestation til indretning af et sommerhus. Ud over værdifulde anbefalinger til købere af udstyr indeholder den en rangering af de bedste tilbud på det indenlandske marked.

Interaktion mellem pumpe og hydraulisk akkumulator

Membranbeholderens kapacitet vælges ud fra vandforbruget. Et par har typisk nok med en beholder på 25–40 liter, mens en familie på flere personer skal vælge en enhed fra 100 liter.

Beholdere under 15 liter anbefales kun til sæsonbrug i sommerhuset. På grund af konstant vandpåfyldning slides membranen hurtigt.

I hydrauliktanken er der i udgangstilstanden pumpet luft ind gennem nippelen (luftventilen), hvilket skaber et tryk på 1,5 atm. Under drift pumpes vand ind i membranen under tryk, hvilket komprimerer luft“reserven”. Når hanen åbnes, presser den komprimerede luft vandet ud.

Det menes, at jo større kapacitet, jo længere holder pumpeudstyret, fordi antallet af tænd/sluk-cyklusser reduceres. Dog koster en stor beholder en del.

Ifølge reglerne vælges hydrauliktanken ud fra beregninger baseret på producentens angivne trykværdier for tænding og slukning, det faktiske vandforbrug ved samtidigt åbne vandudtag.

Væskereserven i hydrauliktanken udgør normalt omkring en tredjedel af det samlede volumen. Al den resterende plads er optaget af komprimeret luft, som er nødvendig for at opretholde et konstant vandtryk i rørene.

Hvis hydroakkumulatoren indbygges i vandforsyningssystemet for at minimere risici forbundet med vandhammer, kan tanken vælges i en lille størrelse. I dette tilfælde er det ikke volumen, men tilstedeværelsen af membranen og luften bag den, der er vigtig. Det er dem, der i givet fald tager stødet og udjævner konsekvenserne.

Pumpens ydelse skal svare til membranbeholderens volumen (til en beholder på 20–25 liter anbefales en hydraulikpumpe på 1,5 m³/h, til 50 liter – 2,5 m³/h, og til en tank på 100 liter – mindst 5 m³/h).

Den automatiske pumpestation arbejder i to cyklusser:

1. Først pumpes vand ind i hydroakkumulatoren fra vandindtaget, hvilket skaber et overtryk af luft.
2. Når hanen i huset åbnes, tømmes membranbeholderen, hvorefter automatikken igen starter pumpeudstyret.

Hydroakkumulatorens opbygning til en vandforsyningspumpestation er yderst enkel. Den består af et metalhus og en tæt membran, der deler det indre rum i to dele. I den første er der luft, og i den anden pumpes vand ind.

Pumpen pumper væske ind i membranbeholderen kun, når trykket i systemet falder til omkring 1,5 atm. Når den indstillede maksimale trykværdi nås, slukker stationen (+)

Efter at trykbeholderen er fyldt, afbryder relæet pumpen. Når hanen ved vasken åbnes, begynder vandet, der presses af lufttrykket mod membranen, gradvist at strømme ind i vandforsyningssystemet. På et tidspunkt tømmes tanken så meget, at trykket falder. Derefter tænder pumpen igen, og starter pumpestationens cyklus forfra.

Når tanken er tom, krøller membranvæggen sig sammen og presses mod indløbsrørets flange. Efter at hydraulikpumpen er tændt, retter membranen sig ud under vandtrykket, komprimerer luftdelen og øger lufttrykket deri. Det er denne gas-væske-interaktion gennem en skiftende barriere, der ligger til grund for princippet om membranbeholderens funktion i pumpestationen.

Kriterier for valg af udstyr

Pumpestationer fra fabrikken leveres med en overfladehydraulikpumpe, ofte med en intern eller ekstern ejektor. Dog kan trykbeholdere også bruges med dykpumpeudstyr, men de tildeles en lidt anden teknisk betegnelse “pumpesystem”.

Når de arbejder i tandem med en station, kan membranbeholdere være mindre i volumen end hydrauliktanke til systemer med dykpumper. Det skyldes, at dykpumpeenheder har et lavere tilladt antal starter/stop pr. time end overfladepumpemaskiner.

Pumpestationer, der er fuldt klargjort til drift på fabrikken, skal blot tilsluttes de relevante rørledninger og strømforsyning (+)

Overfladepumper, der har en intern ejektor, har alvorlige begrænsninger med hensyn til vandindtagsdybde. De kan kun løfte vand fra 7-8 meters dybde. Dog leverer de et kraftigt vandtryk ved udløbet med en vandsøjle på 40-60 meter (4-6 bar).

Den interne ejektor er ikke bange for luftlåse. De pumper først luft uden nogen negative konsekvenser for sig selv, og begynder derefter at pumpe selve vandet fra brønden ind i systemet.

Den største ulempe ved stationer med indvendig ejektor er det høje støjniveau under drift. Hvis disse modeller af pumpeudstyr til autonom vandforsyning planlægges installeret i et privat hus, anbefales det kun at gøre det i bryggers med god lydisolering.

Brugen af en ekstern ejektor gør det muligt at hente vand fra dybder på op til 50 meter. Disse pumper er mere økonomiske, men har lav virkningsgrad (højst 40%). Til gengæld larmer de meget mindre end tilsvarende modeller med indbygget ejektor.

Valget af pumpetype til stationen afhænger af de kvalitative egenskaber ved det medium, der skal pumpes:

Bestemmelse af placering for vandforsyningsstationen

Når du vælger placering til pumpestationen, skal du tage hensyn til vandpumpens egenskaber. Hver ti meter vandret rør mellem vandkilden og pumpen reducerer dens sugeevne med 1 m.

Hvis de skal placeres mere end ti meter fra hinanden, skal pumpemodellen vælges med øget sugedybde.

Den automatiske station til et autonomt vandforsyningssystem kan placeres:

• udenfor i en kesson nær brønden;
• i en isoleret pavillon bygget specielt til pumpeudstyret;
• i husets kælder.

Den stationære udendørs version indebærer etablering af en kesson og føring af trykrør derfra til huset under frostgrænsen.  Ved etablering af en rørledning, der skal bruges året rundt, er det obligatorisk at lægge den under den sæsonmæssige frysedybde.

Ved etablering af midlertidige sommerledninger i perioden med ophold i sommerhuset nedgraves rørledningen ikke dybere end 40 – 60 cm eller lægges på overfladen.

En varm, ventileret kælder med lydisolering er et ideelt sted til installation af pumpestationen, der fryser hverken den eller vandrørene om vinteren (+)

Hvis du installerer stationen i en sokkel eller kælder, behøver du ikke frygte, at pumpen fryser om vinteren. Du skal blot lægge sugerøret under frostgrænsen, så det ikke fryser i hård kulde.

Ofte bores brønden direkte i huset, hvilket reducerer rørledningens længde betydeligt. Men en sådan boring er ikke mulig i alle sommerhuse.

Installation af vandforsyningspumpestationer i en separat bygning er kun mulig, hvis udstyret bruges i perioder med positive temperaturer. Men for områder med meget lave vintertemperaturer skal denne mulighed, som er beregnet til helårsdrift, isoleres eller forsynes med varmesystem. Det er bedre straks at montere pumpestationen direkte i et opvarmet hus.

Når du vælger placering til vandforsyningsstationen, skal du tage højde for de temperaturgrænser, der er angivet i producentens datablad:

Trykparametre i den hydrauliske akkumulator

For at sikre korrekt funktion af husholdnings VVS-enheder i sommerhusets vandforsyning skal trykket holdes på 1,4–2,6 atmosfærer. For at forhindre, at hydroakkumulatorens membran slides for hurtigt, anbefaler producenterne at indstille trykket i den til 0,2–0,3 atm over vandforsyningstrykket.

Trykket i vandforsyningen til et en-etagers hus er normalt 1,5 atm. Dette tal skal danne udgangspunkt ved justering af hydrotanken. Men for større beboelsesejendomme skal trykket øges, så der er vand i alle de fjerneste haner fra stigrøret. Her kræves mere komplekse hydrauliske beregninger under hensyntagen til længden og konfigurationen af rørledningerne samt antallet og typen af VVS-enheder.

Man kan beregne det nødvendige tryk for et indendørs vandforsyningssystem forenklet med formlen:

(H+6)/10,

hvor «H» er højden fra pumpen til det højeste vandudtag på husets øverste etage.

Men hvis den beregnede værdi for trykket i det private vandforsyningssystem overstiger de tilladte specifikationer for de eksisterende sanitets- og husholdningsapparater, vil de gå i stykker, hvis et sådant tryk indstilles. I så fald skal man vælge et andet rørlayout for vandforsyningen.

Trykket i luftdelen af hydroaccumulatoren justeres via en ventil ved at slippe overskydende luft ud eller pumpe luft ind med en bilpumpe.

Mulige fejl i installationens drift

Hvis pumpen tænder og slukker for ofte, skal man straks kontrollere lufttrykket i hydroaccumulatoren. Hvis værdierne er for lave, skal man pumpe det op. Men problemet kan kun løses på denne måde, hvis membranen og tankens krop ikke er beskadiget. Så er det kun servicecenteret, der kan hjælpe.

Nippelen til luftpåfyldning er oftest placeret på modsatte side af vandindløbet i tanken, men sidemonteringer er også mulige.

Hvis der kommer vanddråber på nippelen til luftventilen på hydroaccumulatoren, skal den straks afbrydes fra vandforsyningssystemet. Dette er et klart tegn på membranbeskadigelse. Membranen skal udskiftes i denne situation. Der må ikke komme luft ind i vandforsyningssystemet i et privat hus gennem membran-tanken.

Hvis pumpen slet ikke vil starte, bør man kigge på justering af trykrelæet. Der kan være tilfælde, hvor det er indstillet til for højt tryk. Men det er også muligt, at der er kommet luft ind i sugeslangen, hvilket udløser tørløbsbeskyttelsen.

Fordele ved pumpeaggregat med hydrauliktank

En pumpesamling er en uundværlig del af et privat vandforsyningssystem. Den sikrer vandforsyning fra boring eller brønd, og videre distribution i huset sker ved hjælp af selve pumpen, en vandbeholder eller en hydroaccumulator.

En hydropneumatisk vandløfteinstallation og en trykbeholder er designet til at opretholde et konstant tryk i husets vandforsyningssystem.

Brug af kun én pumpe til vanddistribution i huset er forbundet med mange problemer. Med en sådan opsætning af privat vandforsyning tvinges pumpeudstyret til konstant at tænde og slukke, hvilket forkorter dets levetid dramatisk. Og i tilfælde af strømafbrydelse står huset helt uden vand.

For at reducere slitage på pumper og sikre huset mod strømafbrydelser, inkluderes en ekstra opsamlingstank i husets vandforsyningssystem. Dette kan være en vandtank på loftet, hvor vandet løber med tyngdekraften til VVS-armaturerne, eller en trykbeholder (også kaldet membrantank eller hydrotank), som kunstigt opretholder trykket i nettet.

I begge tilfælde tændes pumpen for at skabe en vandreserve i beholderen. Kun i det andet tilfælde skabes reserven automatisk af styresystemet baseret på trykparametre. Opsamlingstanken giver en vandreserve ved strømafbrydelse, mens systemet med en hydrotank slet ikke fungerer uden elektricitet.

Opsamlingstanken har dog betydelig vægt, når den er fyldt, og ved installation på loftet kræver den forstærkning af gulvet og isolering.

Løsningen med en membrantank er mere bekvem og praktisk. Princippet for vandforsyningssystemet med en sådan pumpestation er baseret på kunstig opretholdelse af vandtryk i rørene. Selve pumpen, der pumper vand fra indtaget, tændes kun for at fylde beholderen. Derefter sker forsyningen til systemet vha. trykluft.

Hydropumpen i pumpestationen, der installeres i kælderen, fungerer ved sugning, hvilket kun tillader brug ved lave grundvandsmagasiner eller brønde med naturligt vandtryk.

I modsætning til løsningen med en ekspansionsbeholder er den hydropneumatiske enhed mere kompakt. Derudover sikrer brugen af en membrantrykbeholder, at der ikke opstår vandstød i nettet, og at trykket i vandrørene er konstant, samt at vedligeholdelsen af vandforsyningssystemet i et privat hus forenkles.

Den eneste ulempe ved pumpestationer med trykbeholder er energiafhængigheden. Vandtanken har ofte en lille størrelse på 25–50 liter. Pumpen skal tænde ofte for at fylde den, og ved strømafbrydelse rækker vandreserven ikke ret længe. For at undgå sådanne situationer er det tilrådeligt at anskaffe en uafhængig generator.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video #1. Fra hvilke dybder kan pumpeudstyr løfte vand:

Video #2. Sådan samler du selv en pumpestation af en almindelig centrifugalpumpe:

Video #3. Alt om princippet bag trykbeholderen, der indgår i pumpestationen:

Automatiske selvstændige vandforsyningssystemer gør det muligt at bo i et hus på landet uden at skulle bære vand i spande. Takket være deres enkle konstruktion er pumpestationer lette at installere og vedligeholde.

Næsten alle kan klare installationen. Heldigvis findes der mange konfigurationer af forskellige typer pumpeudstyr med trykbeholdere, så der kan findes en optimal løsning til enhver villa.

Ønsker du at dele din egen erfaring med brug af pumpestationen, har du spørgsmål eller har du fundet fejl i artiklen? Skriv venligst kommentarer i boksen nedenfor.