Principe de fonctionnement et conception d'une station de pompage d'approvisionnement en eau typique

Croyez-moi, une maison privée peut être équipée d'un tel niveau de confort qu'y vivre deviendra beaucoup plus pratique que dans un appartement en ville.Dans tous les cas, l'approvisionnement en eau peut être utilisé avec non moins de commodité. De la même manière, pour avoir de l’eau, il suffira d’ouvrir le robinet, ce qui n’est pas encore très compatible avec les infrastructures périurbaines, n’est-ce pas ?

Mais ce n’est pas du tout un rêve « rose ». Pour mettre en œuvre l'idée, il suffit d'inclure une station de pompage dans le système d'approvisionnement en eau. Elle effectuera un travail physique colossal et difficile pour ses propriétaires. Certes, pour le connecter et le faire fonctionner correctement, vous devez bien connaître la conception de l'équipement.

Nous vous proposons de précieuses informations sur les spécificités de l’utilisation de cette technologie. Notre article vous aidera à comprendre le principe de fonctionnement de la station de pompage et vous présentera les règles d'installation. Les informations que nous fournissons sont complétées par des schémas extrêmement clairs, des collections de photos et des didacticiels vidéo.

Conception de station d'approvisionnement en eau

Pour l'organisation approvisionnement en eau dans une maison privée les magasins proposent des stations de pompage sous la forme d'une unité compacte composée d'un réservoir hydraulique, d'une unité d'automatisation et d'une pompe électrique. Il est également possible d'assembler une installation d'approvisionnement en eau similaire à partir de pièces et d'équipements individuels.

Les deux options sont acceptables, mais il est préférable de choisir un kit prêt à l'emploi avec une garantie constructeur. Ce sera moins cher et plus pratique pour la maintenance future.

Principaux composants de fonctionnement

La conception d'une station de pompage d'alimentation en eau assemblée en usine diffère d'une pompe de surface par la présence d'un système de contrôle de pression.

La composition comprend les composants fonctionnels suivants :

1. Pompe électrique de surface.
2. Accumulateur hydraulique avec mamelon et poire interne en caoutchouc.
3. Manomètre.
4. Pressostat.
5. Raccords de connexion.

Pour puiser l'eau, un tuyau d'aspiration avec un clapet anti-retour et une crépine y est connecté. Et une conduite est reliée à la sortie de l'installation, transportant le liquide pompé jusqu'aux points de consommation. De plus, si la station dispose d'un filtre et d'une vanne intégrés, le tuyau d'aspiration n'a pas besoin d'en être complété.

La station de pompage est un ensemble d'équipements, comprenant un réservoir hydraulique, un pressostat, un manomètre et une pompe électrique à surface directe. S'il existe une possibilité que l'unité fonctionne en « marche à sec », il est recommandé d'acheter des pompes automatiques équipées d'un régulateur de débit et d'une unité d'automatisation (+)

Un réservoir à membrane hydraulique, couplé à une pompe centrifuge, est capable de maintenir une pression de 1,5 atmosphère dans l'alimentation en eau du chalet. C'est largement suffisant pour le fonctionnement stable de tous les appareils électroménagers installés dans les maisons privées. De plus, la plupart des modèles accumulateurs hydrauliques conçu pour 4,5 atmosphères de pression maximale possible, ce qui est largement suffisant même pour un chalet de deux ou trois étages.

La station automatique est compacte et ne nécessite pas de bétonnage lourd de la zone sous l'équipement. Son élément le plus important est un réservoir de stockage d’eau. Cependant, son installation nécessite une pièce séparée en raison du bruit créé lors du fonctionnement. Le plus souvent, l'ensemble de l'installation est installé au rez-de-chaussée ou au sous-sol, là où il est le plus pratique de l'exploiter et de l'entretenir.

Plus la capacité du réservoir de l'accumulateur hydraulique est grande, moins le moteur de la pompe devra être allumé souvent et moins il aura d'usure (+)

Une solution quelque peu coûteuse, mais tout à fait raisonnable, pour placer l'équipement peut être un caisson, dans lequel peuvent être situés à la fois l'ensemble du complexe d'unités et une pompe automatique sans réservoir hydraulique installée dans la maison. L'option budgétaire pour implanter la station à la datcha implique la construction d'un pavillon séparé qui protège l'unité de la négativité atmosphérique.

Fonctionnement et caractéristiques de l'unité de contrôle

La tâche de l'automatisation qui contrôle la station de pompage est de surveiller la pression dans le système et d'allumer/éteindre le moteur de la pompe hydraulique selon les besoins. Pour ce faire, la centrale allume le manomètre et relais. Le premier contrôle la pression actuelle et le second contrôle la pompe.

Les principaux éléments du relais sont deux ressorts. Le grand est configuré pour fermer le circuit à la pression la plus basse dans le réservoir à membrane, lorsqu'il y a peu d'eau dedans. Et le plus petit contrôle la pression maximale, ouvrant le circuit lorsque la dernière est atteinte.

Le pressostat démarre automatiquement la pompe de la station lorsque la pression descend par exemple à 1,4 bar et l'éteint lorsque la valeur maximale spécifiée par le fabricant est atteinte. Il n'est pas conseillé de modifier les réglages d'usine du relais, car ils sont conçus pour les capacités des vannes d'arrêt

Lors de l'achat d'une station de pompage destinée à fonctionner dans des circuits avec possibilité de fonctionnement à court terme sans eau, vous devez faire attention à la présence d'un dispositif régulateur de débit.

Il est conçu pour protéger le moteur de la surchauffe en cas de manque d'eau dans la prise d'eau. Dans de telles unités, l'unité de contrôle ne se concentre pas sur les valeurs de pression maximales, mais sur la réduction du débit.

Avec quelle compétence sélectionner une station de pompage pour aménager un chalet d'été, notre article proposé vous aidera à le comprendre. En plus de précieuses recommandations pour les acheteurs d'équipements, il propose une évaluation des meilleures offres du marché intérieur.

Interaction de la pompe avec l'accumulateur hydraulique

La capacité du réservoir à membrane est choisie en tenant compte du volume de consommation d'eau. Pour un couple marié, une option de 25 à 40 litres suffira, mais pour une famille de plusieurs personnes, vous devrez choisir un appareil à partir de 100 litres.

Il est recommandé d'acheter des réservoirs de moins de 15 litres uniquement pour une utilisation saisonnière dans le pays. En raison du pompage constant de l'eau, la membrane qu'ils contiennent s'use rapidement.

Dans l'état initial, l'air est pompé dans le réservoir hydraulique à travers un mamelon (vanne d'air), créant une pression de 1,5 atm.Pendant le fonctionnement, l'eau est pompée dans la membrane sous pression, comprimant la « réserve » d'air. Lorsque le robinet est ouvert, l'air comprimé chasse l'eau

On pense que plus la capacité est grande, plus l'équipement de pompage durera longtemps, car le nombre de cycles marche/arrêt sera réduit. Cependant, un réservoir de grande capacité coûte cher.

Selon les règles, le réservoir hydraulique est sélectionné sur la base de calculs basés sur les valeurs de pression d'entrée et de sortie indiquées par le fabricant, et le débit d'eau réel lorsque les points de prise d'eau sont ouverts en même temps.

La réserve de liquide dans un réservoir hydraulique représente généralement environ un tiers du volume total du réservoir. Tout l'espace restant est consacré à l'air comprimé, nécessaire au maintien d'une pression d'eau constante dans les canalisations.

Si un accumulateur hydraulique est intégré au système d'alimentation en eau pour minimiser les risques associés aux accumulateurs hydrauliques, le réservoir peut alors être sélectionné dans une petite taille. Dans ce cas, ce n'est pas le volume du récipient qui est important, mais la présence de la membrane et de l'air derrière elle. Ce sont eux qui, si quelque chose arrive, encaisseront le coup, en atténuant les conséquences.

La capacité de la pompe doit correspondre au volume du réservoir à membrane (pour une capacité de 20 à 25 litres, il est recommandé de prendre une pompe hydraulique de 1,5 m3/h, pour 50 litres - 2,5 m3/h et pour un réservoir de 100 litres - au moins 5 m3/ h)

La station de pompage automatique fonctionne en deux cycles :

1. Tout d'abord, l'eau est pompée dans l'accumulateur à partir de la prise d'eau par une pompe, créant ainsi une pression d'air excessive à l'intérieur.
2. Lorsque le robinet de la maison est ouvert, le réservoir à membrane est vidé, après quoi l'automatisation redémarre l'équipement de pompage.

La conception d'un accumulateur hydraulique pour une station de pompage d'alimentation en eau est extrêmement simple.Il se compose d'un corps métallique et d'une membrane scellée qui divise tout l'espace intérieur en deux parties. Le premier d’entre eux contient de l’air et le second est pompé avec de l’eau.

La pompe pompe le liquide dans le réservoir à membrane uniquement lorsque la pression dans le système descend à environ 1,5 atm ; lorsque la valeur de pression maximale spécifiée est atteinte, la station s'éteint (+)

Une fois l'accumulateur rempli, le relais arrête la pompe. En ouvrant le robinet du lavabo, l'eau expulsée par la pression de l'air sur la membrane s'écoule progressivement dans le système d'alimentation en eau. À un moment donné, le réservoir se vide à tel point que la pression diminue. Après cela, la pompe se remet en marche, relançant le cycle de fonctionnement de la station de pompage.

Lorsque le réservoir est vide, la cloison membranaire est écrasée et plaquée contre la bride du tuyau d'arrivée. Après avoir allumé la pompe hydraulique, la membrane se dilate avec la pression de l'eau, comprimant la partie air et augmentant la pression de l'air à l'intérieur. C'est cette interaction gaz-liquide à travers une barrière changeante qui sous-tend le principe de fonctionnement du réservoir à membrane de la station de pompage.

Critères de sélection des équipements

Les stations de pompage fabriquées en usine sont équipées d'une pompe hydraulique de surface, souvent dotée d'un éjecteur interne ou externe. Cependant, les accumulateurs hydrauliques peuvent également être utilisés avec des équipements de pompage submersibles, mais reçoivent le terme technique légèrement différent de « système de pompage ».

Lorsqu'ils fonctionnent en tandem avec une station, les réservoirs à membrane peuvent avoir un volume plus petit que les réservoirs hydrauliques pour les systèmes équipés de pompes submersibles. Cela est dû au fait que les unités de pompage submersibles ont des temps de commutation marche/arrêt autorisés par heure inférieurs à ceux des machines de pompage de surface.

Les stations de pompage, entièrement préparées pour fonctionner dans l'usine de fabrication, doivent uniquement être connectées aux canalisations et à l'alimentation électrique appropriées (+)

Pompes de surface, ayant un éjecteur interne, ont de sérieuses restrictions sur la profondeur de prise d'eau. Ils ne peuvent soulever l’eau que de 7 à 8 mètres. Cependant, ils produisent une puissante pression d’eau à la sortie avec une colonne d’eau de 40 à 60 mètres (4 à 6 bars).

L'éjecteur interne ne craint pas les bourrages d'air. Ils pompent d’abord de l’air sans aucune conséquence négative pour eux-mêmes, puis commencent à pomper l’eau du puits dans le système.

Le principal inconvénient des stations équipées d'un éjecteur interne est le niveau sonore élevé pendant le fonctionnement. Si ces modèles d'équipements de pompage pour l'approvisionnement en eau autonome sont prévus pour être installés dans une maison honnête, il est alors recommandé de le faire uniquement dans des locaux techniques bien insonorisés.

Usage éjecteur à distance vous permet de prélever de l'eau jusqu'à 50 mètres de profondeur. Ces pompes sont plus économiques, mais ont un faible rendement (pas plus de 40 %). Mais ils font beaucoup moins de bruit que leurs homologues dotés d'un éjecteur intégré.

Le choix du type d'unité de pompage d'une station dépend des caractéristiques de qualité du fluide prévu pour le pompage :

Détermination de l'emplacement d'une station d'approvisionnement en eau

Lors du choix d'un emplacement pour une station de pompage, vous devez vous concentrer sur les caractéristiques de la pompe hydraulique. Tous les dix mètres de tuyau horizontal entre la source d'eau et la pompe réduisent sa capacité d'aspiration de 1 m.

S'il est prévu qu'ils soient séparés sur une distance supérieure à dix mètres, le modèle de l'unité de pompage doit être sélectionné avec une profondeur d'aspiration accrue.

Une station automatique pour un système d'approvisionnement en eau autonome peut être localisée :

• dans la rue dans un caisson près d'un puits ;
• dans un pavillon isolé construit spécifiquement pour les équipements de pompage ;
• au sous-sol de la maison.

L'option extérieure stationnaire offre disposition du caisson et poser un tuyau sous pression entre celui-ci et le chalet en dessous du niveau de congélation du sol. Lors de l'installation d'un pipeline fonctionnant toute l'année, sa pose en dessous de la profondeur de gel saisonnier est obligatoire.

Lors de l'installation de canalisations d'été temporaires pour la période de résidence à la datcha, la canalisation n'est pas enterrée en dessous de 40 à 60 cm ni posée en surface.

Un sous-sol chaud et ventilé avec une isolation phonique est un endroit idéal pour installer une station de pompage, où elle et les conduites d'alimentation en eau ne gèleront certainement pas en hiver (+)

Si vous installez la station dans un sous-sol ou un sous-sol, vous n'aurez pas à vous soucier du gel de la pompe en hiver. Il vous suffit de poser le tuyau d'aspiration en dessous de la ligne de congélation du sol afin qu'il ne gèle pas par grand froid.

Souvent, un puits est foré directement dans la maison, ce qui réduit considérablement la longueur du pipeline. Mais un tel forage n'est pas possible dans tous les chalets.

L'installation de stations de pompage d'alimentation en eau dans un bâtiment séparé n'est possible que si l'équipement fonctionne pendant des périodes de températures positives. Toutefois, pour les régions aux températures hivernales très basses, cette option, conçue pour fonctionner toute l’année, doit être isolée ou un système de chauffage installé. Il est préférable d'installer immédiatement la station de pompage directement dans la maison chauffée.

Lors du choix d'un emplacement pour une station d'approvisionnement en eau, il est nécessaire de prendre en compte les limites de température précisées dans son passeport par le fabricant :

Paramètres de pression dans l'accumulateur

Pour le bon fonctionnement des appareils de plomberie domestiques dans l'approvisionnement en eau du chalet, il est nécessaire de maintenir une pression de 1,4 à 2,6 atmosphères. Pour éviter que la membrane de l'accumulateur ne s'use trop rapidement, les fabricants recommandent de régler la pression à l'intérieur de 0,2 à 0,3 atm au-dessus de la pression du robinet.

La pression dans l'alimentation en eau d'une maison à un étage est généralement de 1,5 ATM. Ce chiffre doit être utilisé comme point de départ lors du réglage du réservoir hydraulique. Mais pour les immeubles résidentiels plus grands, la pression doit être augmentée pour qu'il y ait de l'eau dans tous les robinets les plus éloignés de la colonne montante. Cela nécessite des calculs hydrauliques plus complexes, prenant en compte la longueur et la configuration des canalisations, ainsi que le nombre et le type d'appareils de plomberie.

Vous pouvez simplement calculer la pression requise pour l'alimentation en eau intérieure à l'aide de la formule :

(H+6)/10,

où « H » est la hauteur entre la pompe et le point d'alimentation en eau le plus élevé jusqu'à la plomberie au dernier étage de la maison.

Toutefois, si l'indicateur calculé pression dans l'approvisionnement en eau autonome dépassera les caractéristiques admissibles des appareils de plomberie et des appareils ménagers existants, puis lorsqu'une telle pression sera réglée, ils tomberont en panne. Dans ce cas, il est nécessaire de sélectionner une disposition différente des conduites d’eau.

La pression dans la partie air de l'accumulateur est régulée via le tiroir en évacuant l'excès d'air ou en le pompant avec une pompe de voiture

Problèmes possibles avec l'installation

Si la pompe s'allume puis s'éteint trop souvent, vous devez immédiatement vérifier la pression de l'air dans l'accumulateur. Si les indicateurs sont sous-estimés, il faudra le gonfler.Mais il ne sera possible de résoudre le problème de cette manière que si la membrane et le corps du réservoir ne sont pas endommagés. Ici, seul le fait de contacter un centre de service avec des réparateurs sera utile.

Le raccord pour pomper l'air est le plus souvent situé du côté du réservoir opposé à l'arrivée d'eau, mais des options sur le côté sont également possibles

Si des gouttes d'eau apparaissent sur le raccord de la vanne d'air, l'accumulateur doit être immédiatement déconnecté du système d'alimentation en eau. C'est un signe direct de dommages à la membrane. Dans une telle situation, vous ne pouvez pas vous passer de le remplacer. L'air ne doit pas pénétrer dans le système d'alimentation en eau d'une maison privée via un réservoir à membrane.

Si la pompe ne veut pas du tout s'allumer, vous devriez alors regarder réglage du pressostat. Il y a des moments où la pression est trop élevée. Mais il est également possible que de l'air pénètre dans le tuyau d'aspiration, ce qui déclenche la protection contre la marche à sec.

Avantages d'une unité de pompage avec réservoir hydraulique

L'unité de pompage fait partie intégrante d'un système d'approvisionnement en eau autonome. Il assure l'approvisionnement en eau à partir d'un puits ou d'un puits dont la distribution de l'eau plus loin autour du chalet s'effectue grâce au fonctionnement de la pompe elle-même, à l'utilisation d'un réservoir d'eau ou à l'utilisation d'un accumulateur hydraulique.

L'installation de relevage d'eau hydropneumatique et le réservoir d'eau sont conçus pour maintenir une pression constante dans le système d'alimentation en eau intra-maison

L’utilisation d’une seule pompe pour distribuer l’eau dans tout un chalet est associée à de nombreux problèmes. Avec cet arrangement approvisionnement en eau autonome l'équipement de pompage est obligé de s'allumer/d'éteindre constamment, c'est pourquoi sa durée de vie est fortement réduite. Et dans une situation où l’alimentation électrique est coupée, la maison se retrouve sans eau du tout.

Pour réduire l'usure des pompes et protéger la maison en cas d'accidents sur les réseaux électriques, un dispositif de stockage supplémentaire est inclus dans le système d'alimentation en eau de la maison. Il peut s'agir d'un réservoir d'eau dans les combles, à partir duquel l'eau s'écoule par gravité vers les appareils sanitaires, ou d'un accumulateur hydraulique qui maintient artificiellement la pression dans le réseau (également appelé réservoir à membrane ou réservoir hydraulique).

Dans les deux cas, la pompe est mise en marche pour former une réserve d'eau dans le récipient. Seulement dans le second cas, la réserve est créée automatiquement par un système de contrôle basé sur des paramètres de pression. Dans le même temps, le réservoir de stockage permet de créer une réserve d'eau en cas de panne de courant, et un système avec réservoir hydraulique sans électricité ne fonctionnera pas du tout.

Cependant, une fois rempli, le réservoir de stockage est assez lourd et, lorsqu'il est installé dans les combles, nécessite un renforcement du plafond et une isolation thermique.

L'option avec réservoir à membrane est plus pratique et plus pratique. Le principe de fonctionnement d'un système d'approvisionnement en eau avec une telle station de pompage repose sur le maintien artificiel de la pression de l'eau dans les canalisations. La pompe elle-même, pompant l'eau de la prise d'eau, n'est mise en marche que pour remplir le réservoir. Il est ensuite fourni au système à l’aide d’air comprimé.

La pompe hydraulique de la station de pompage installée au sous-sol fonctionne par aspiration, ce qui lui permet d'être utilisée uniquement dans des aquifères peu profonds ou avec des puits à pression d'eau naturelle.

Contrairement à l'option avec vase d'expansion, l'installation hydropneumatique est plus compacte. De plus, l'utilisation d'un accumulateur hydraulique à membrane garantit l'absence de coup de bélier dans le réseau et une pression constante dans les conduites d'alimentation en eau, et simplifie également l'entretien du système d'alimentation en eau pour les consommateurs d'une maison privée.

Le seul inconvénient des stations de pompage équipées d'accumulateurs hydrauliques est leur dépendance énergétique. Le réservoir de stockage d’eau est souvent de petite taille, de 25 à 50 litres. La pompe doit être allumée fréquemment pour la remplir, et lorsque les lumières s'éteignent, la réserve d'eau ne dure pas très longtemps. Afin d'éliminer de telles situations, il est conseillé de s'approvisionner en générateur autonome.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo n°1. À quelle profondeur l’équipement de pompage peut-il soulever l’eau ?

Vidéo n°2. Comment assembler soi-même une station de pompage à partir d'une pompe centrifuge domestique :

Vidéo n°3. Tout sur le principe de fonctionnement de l'accumulateur hydraulique inclus dans la station de pompage :

Les systèmes d'approvisionnement en eau autonomes et automatiques permettent, lorsqu'on vit dans une maison de campagne, de ne pas se soucier de transporter de l'eau dans des seaux. Grâce à leur conception simple, les stations de pompage sont faciles à installer et à entretenir.

Presque tout le monde peut les installer. Heureusement, il existe de nombreuses configurations d'équipements de pompage de différents types avec accumulateurs hydrauliques, la solution optimale peut être sélectionnée pour chaque chalet.

Vous souhaitez partager votre propre expérience d'utilisation d'une station de pompage, vous avez des questions ou avez trouvé des défauts dans l'article ? Veuillez écrire vos commentaires dans le bloc ci-dessous.