Министерство Образования Российской Федерации

Российский Химико-Технологический Университет им. Д.И.Менделеева

Кафедра мембранной технологии

Проектирование системы водоснабжения и канализации для загородного дома

Выполнила:

студентка гр.ТМ-55

Аладова Рената

Проверил: Орлов Н.С.

Москва

2011

Заявка на проектировку и установку системы водоснабжения и канализацию коттеджа.

Я, Аладова Рената, купила в Орехово-Зуевском районе Московской области участок площадью 12 соток, для строительства на нем коттеджа площадью 200 м², для постоянного проживания моей семьи, в количестве 4-х человек.

Требуется: организовать полностью автономные системы водоподготовки и очистки образующихся стоков.

Водозабор исходной воды осуществляется из артезианской скважины.

Бурение скважины.

Бурение скважин в Москве и области позволяет организовать добычу чистой фильтрованной или артезианской воды и наладить питьевое водоснабжение. В Москве и Московской области проводится бурение на воду двух типов: бурение «на песок» (фильтровые скважины глубиной до 30 м) и бурение «на известняк» (артезианские скважины глубиной до 250 м).

На бурение цена различается в зависимости от типа скважины, ее конструкции и глубины.

Скважины на песок решают задачи водоснабжения для дачных участков с низким уровнем комфорта, как правило, для летнего использования. Фильтровая скважина менее глубокая, чем скважина на воду артезианская, и позволяет добывать воду, залегающую в песчаных грунтах. Песчаная скважина представляет собой трубу диаметром 127 мм (ее называют обсадная колонна). В трубу установлен сетчатый фильтр галунного плетения. Такая скважина позволяет добывать 0,5 м³ в час. Непродолжительный срок службы такой песчаной скважины (от 3 до 10 лет) и небольшая производительность не позволяют использовать скважину в качестве надежного источника водоснабжения в коттеджах.

Бурение скважин на песок характеризуется невысокой стоимостью и является неплохим решением для дома сезонного проживания.

Бурение артезианских скважин полностью решает задачу водоснабжения загородного дома. Артезианская скважина имеет срок эксплуатации от 30 до 50 лет.

Артезианская скважина состоит из нескольких колонн труб, которые вставляются друг в друга. Сначала, до известнякового слоя, в скважину вставляется обсадная колонна, которая немного перекрывает известняковый слой, изолируя воду от грязи с верхних слоев. В обсадную колону, вставляется эксплуатационная колонна, которая и забирает воду. Для защиты от мусора и промерзания зимой используется кессон - металлическая бочка, присоединяемая к конструкции скважины. 

Производительность артезианской скважины 5 м³ в час.

Бурение скважин на воду до водоносного слоя занимает около 3 дней – конкретный срок зависит от породы и глубины скважины.

Стоимость работ по бурению рассчитывается в зависимости от ее глубины и условий бурения.

Глубокая скважина на известняк является лучшим вариантом для решения задачи водоснабжения дома постоянного проживания в Подмосковье.

В Орехово-Зуевском районе Московской области глубина бурения скважин находится в достаточно широком диапазоне глубин от 40 метров до 70 метров. Вода в известняке находится под достаточным напором и поднимается в некоторых случаях до отметок 7 метров.

Для нашего коттеджа выбираем бурение артезианской скважины, так как вода необходима для постоянного проживания семьи из 4 человек.

Бурим скважину на глубине 50 метров. Динамический уровень воды – 40 метров.

Система водоснабжения.

Автономное водоснабжение загородного дома от артезианской скважины на воду можно условно разделить на три этапа:

• Бурение артезианской скважины, как самый надежный источник автономного водоснабжения загородного дома или коттеджа

• Обустройство артезианской скважины

• Монтаж насосного оборудования и современной автоматики

Под обустройством артезианской скважины подразумевается монтаж кессона для скважины или скважинного адаптера, что необходимо при решении задач круглогодичного проживания в загородном доме и долгой работы всей автономной системы водоснабжения.

Монтаж скважинного насоса включает целый комплекс работ: монтаж насоса в артезианскую скважину, монтаж оголовка над скважиной, подведение водопроводных труб к дому и монтаж автоматической системы управления скважинным насосом. При этом достигается городской комфорт пользования водой, когда при открытии водопроводного крана идет регулируемый поток воды.

На сегодняшней день самой популярной системой водоснабжения считается напорная система, состоящая из насоса, реле давления и гидроаккумулятора  Эта система позволяет обеспечить бесперебойную подачу воды в дом и избавляет от необходимости постоянно включать и выключать насос. Кроме того, возможность регулирования уровня давления, при котором насос включается, позволяет поддерживать в резервуаре определенное количество воды.

• Кесcон

Круглогодичная система автономного водоснабжения в наших широтах требует защиты труб от перепадов температуры. Дело в том, что летние системы зимой просто замерзают, а попытки эксплуатации систем летнего водоснабжения зимой могут привести к поломкам оборудования скважины. Чтобы этого не случилось, необходимо установить круглогодичную систему автономного водоснабжения. Обычно трубы помещаются ниже глубины промерзания грунта, в кессон, который позволяет использовать скважину и оборудование круглый год без каких-либо проблем.

Общая высота, мм	Высота несущей части, мм	Ширина боковых стен, мм	Высота горловины, мм	Ширина горловины, мм
2050	1500	1000×1000	500	600×600

Характеристика: - выполнен из стали 4,5 мм; - окрашен битумной мастикой; - встроенная лестница.

Цена 26 000 руб.

• Мембранный бак

Гидроаккумулятор (мембранный бак) представляет собой металлический бак со специальной мембраной. Воздух между мембраной и емкостью бака находится под давлением 1,5 бара, при попадании в бак воды, мембрана расширяется, увеличивая давление. По достижении определенного уровня реле давления замыкается, и подача воды прекращается. Когда вы открываете кран, воздух начинает выталкивать воду из мембраны, и она поступает в дом. Так как воздух изначально находится под давлением, вода поступает с равномерным напором практически независимо от степени заполненности мембраны. Как только давление в системе падает до установленного 1,5 бара (или уровня чуть повыше), вновь срабатывает реле давления, включается насос, и бак начинает заполняться снова.

DE 100 - мембранный расширительный бак для системы холодного водоснабжения. Разделен сменной мембраной на две камеры: водяную и воздушную. В воздушной камере находится предварительно закачанный воздух, контакт воды с металлической поверхностью корпуса невозможен, так как вода поступает в водяную камеру-мембрану, материалом которой является бутил (износостойкий резиновый материал, не восприимчивый к воздействию бактерий и удовлетворяющий всем гигиеническим и санитарным нормам для питьевой воды). Давление воздуха может быть скорректировано с учетом условий эксплуатации.

Мембранный бак «Reflex» DE 100, PN10

Цена: 6 200.00 руб.

• Скважинный насос

Есть два параметра, по которым подбирается насос: производительность (расход воды)и напор(высота подъема воды).

Чтобы рассчитать напор воды, необходимо сложить динамический уровень скважины (расстояние от поверхности земли до уровня воды при включенном насосе), рабочее давление системы водоснабжения, которое составляет 1,5-3,0 атмосфер (3,0 атмосфер — это 30м водяного столба) и расстояние от скважины до дома (10м горизонтали — это 1м водяного столба). К тому, что получилось, прибавить 20% на сопротивление трубопровода — это обеспечит бесперебойную работу системы.

Для того чтобы рассчитать производительность насоса необходимо учесть, что обычно один человек в сутки потребляет около 1000л (1 кубометр воды), но лучше насос подбирать по пиковому расходу воды, то есть возможность одновременного расхода воды несколькими точками потребления (на одну точку потребления в среднем расходуется 8 л/мин).

Таблица для определения производительности скважинного насоса:

Точка водозабора	Расход, м^3/час	Точка водозабора	Расход, м^3/час
Мойка	0,7	Унитаз	0,4
Посудомоечная машина	0,7	Душ	0,7
Ванна	0,7	Стиральная машина	0,7
Умывальник	0,4	Кран на полив	0,7

Рассчитаем производительность насоса для обеспечения водой нашего коттеджа. В доме имеются следующие точки водопотребления:

1. 2 санузла с умывальниками, ванная и душевая кабина (максимальное водопотребление 2*(0,4 + 0,4) + 0,7 + 0,7 = 3 м³/час).

2. Кухня с мойкой, посудомоечной машиной и стиральной машиной (максимальное водопотребление 0,7 + 0,7 + 0,7 = 2,1 м³/час).

3. Поливочный кран на улице (максимальное водопотребление 0,7 м³/час).

Суммируем водопотребление от каждого объекта и получаем 3 + 2,1 + 0,7 = 5,8 м³/час. Приняв за основу коэффициент одновременности 0,6, получаем необходимый расход воды 3, 48 м³/час.

Напор будет равен: динамическая высота поднятия 40м + 20м (рабочее давление 2,0 атмосферы) + 1м (расстояние до дома 10м) = 61 м. С учетом гидравлического сопротивления (20% от подсчитанного) получаем 73,2 м.

Таким образом, нам необходимо 3,5 м³/час с напором 75 метров. Для этих требований наиболее близко по своим параметрам подходит скважинный насос GRUNDFOS SQ 3-80, который обеспечивает расход воды 3 м³/час с напором 80 метров. Мощность этого насоса составляет 1,75 КВт.

Характеристики скважинного насоса из нержавеющей стали d-3''

"GRUNDFOS" SQ 3 – 80 (Германия):

U (B)	Pmax (kBt)	Hmax (m)	Qmax (m3/ч)
220	1,75	110	4,4

Характеристика насоса: плавный пуск, защита от сухого хода, защита от реверса осевого смещения, перенапряжения и падения напряжения, защита от перегрузки и перегрева.

Однофазный электродвигатель с постоянным магнитом обеспечивает оптимальную эффективность в широком диапазоне мощностей. Электродвигатель поставляется со съемным кабельным соединением.

Цена 35 900 руб.

• Автоматика

Устройства комплексной защиты производства “Maniero” обеспечивают надежную защиту электродвигателей и насосов, контролируя величину рабочего тока, значение питающего напряжения, и исключая возможность работы насоса без воды, то есть “в сухую”. Кроме того, имеют встроенный электромагнитный пускатель с контактами для подключения приборов автоматики и контроля. Цена 2 000 руб.

Реле давления серий PM производства “Italtecnica” , а также FF и MDR производства “Condor” дают сигнал на включение или выключение насоса в зависимости от того, увеличивается или уменьшается контролируемое в системе давление. Реле давления серии MDR имеют в корпусе резьбовое отверстие 1/4” для подсоединения манометра. Цена 2 400 руб.