КНС это: принцип работы, устройство и типы канализационных насосных станций

Как выбрать бытовую канализационную насосную станцию для дома

Выбор автономной канализации для загородного дома – важный шаг. Ведь от этой не маленькой детали во многом зависит комфорт пребывания в доме, возможность пользоваться всеми удобствами, не беспокоясь о сливе воды. Для загородных домов, расположенных в равнинной местности или далеко от коллектора, решение – канализационная насосная станция.

Что такое КНС в канализации

КНС это устройство для подъема сточных вод из канализационной системы в случаях, когда самотечный отвод невозможен из-за ландшафта или глубины залегания центральной канализации.

Назначение КНС:

• перекачивание стоков в местах с равнинным рельефом;

• обслуживание объектов, расположенных на значительном расстоянии от центральной канализационной системы;

• сбор и перекачка стоков в местностях со сложным рельефом.

Канализационная насосная станция будет полезна, например, если душевая, туалет, прачечная или баня – в подвальном или полуподвальном помещении.

Преимущества установки КНС

Канализационная насосная станция желательна, даже если рельеф позволяет установить самотечную систему, если система подвергается существенной нагрузке.

Преимущества КНС это:

• бесперебойный сток отходов, независимо от рельефа участка;

• высокая мощность оборудования;

• защита очистного сооружения от перегрузок в момент пикового притока сточных вод;

• предотвращение засоров в системе.

КНС оснащены мощным насосом, работа которого регулируется автоматически. В пик нагрузки система равномерно распределяет ее, что защищает от выхода из строя. В состав канализационной насосной станции входят фильтрующие и другие защитные элементы, которые не дают важным узлам забиваться отходами.

Устройство КНС

Существуют разные виды, объемы и конструкции канализационных насосных станций. Они выбираются в зависимости от поставленных задач и возложенной на систему нагрузки.Однако принцип работы и устройство КНС в целом аналогичны и выключают несколько обязательных конструктивных элементов.

Приемный резервуар

Это накопительная емкость цилиндрической формы, в которой аккумулируется и временно хранится отработанная вода. Приемный резервуар КНС должен быть изготовлен из материалов, обеспечивающих полную герметичность.

Насосное оборудование

Данный элемент – главная часть в системе КНС. Благодаря погружным или поверхностным насосам происходит перекачивание жидкости из приемного резервуара в напорный трубопровод. Именно они превращают свободный поток в напорный. Оборудование подбирают с учетом конструкции, мощности, производительности. Также при выборе насосов нужно обращать внимание на дальность транспортировки стоков.

Система автоматизации и управления

Это электронные компоненты, которые управляют работой оборудования в КНС и контролируют ее. С помощью системы автоматизации и управления:

• поддерживается попеременная работа насосов, благодаря чему исключается риск их неравномерного износа;
• обеспечивается запуск и отключение оборудования по мере наполнения и опустошения приемного резервуара КНС;
• срабатывает аварийная сигнализация;
• обеспечивается защита насосов и другого оборудования от перегрева, работы в неисправном состоянии, при неподходящем электрическом напряжении.

Трубопроводы, запорно-регулирующая арматура

Системы соединенных между собой труб в канализационной насосной станции обеспечивают объединение всех насосов в единую сеть, перемещают и отводят стоки к очистному сооружению.

Трубопровод дополняется запорной и обратной арматурой. Это вентили, краны и клапаны, с помощью которых управляют потоками в трубопроводной системе, а также предотвращают возможность обратного движения стоков.

Вспомогательное оборудование

В системе КНС также предусмотрены дополнительные устройства и оборудование. Это элементы для удобного доступа и обслуживания станции (металлическая лестница с ручками для спуска), обеспечения безопасности обслуживающего персонала (система вентиляции для предотвращения скопления токсичных газов), более удобного подъема насосов наружу (специальные направляющие механизмы, по которым оборудование поднимается).

Также к вспомогательному оборудованию в КНС относят шкафы управления и датчики различных показателей и значений (утечек тока, уровня жидкости, сухого хода).

Материалы корпуса канализационных насосных станций

КНС, в зависимости от типа, размещается под землей или на поверхности. От места расположения зависит материал, из которого изготовлен корпус. Системы подземной установки должны быть устойчивыми к повышенной влажности и другим неблагоприятным факторам, поэтому для их производства используют материалы с соответствующими характеристиками.

Насосные станции, рассчитанные на установку снаружи, производят с корпусом из надежных видов пластика или металла. Рассмотрим подробнее используемые материалы:

Стеклопластик

Это композитный материал, который состоит из стекловолокна, выступающего в виде наполнителя, и полимерной смолы (связующее вещество). Стеклопластик отличается высокой механической прочностью при сравнительно низком удельном весе.

Корпус из такого материала сохраняет рабочие характеристики в широком диапазоне температур (от -50 до +110 градусов), не подвержен коррозии и гниению, устойчив к действию агрессивных веществ.

Благодаря перечисленным особенностям система подходит для эксплуатации в разных климатических условиях, на сложных рельефах, при повышенном уровне грунтовых вод на участке.

Корпус канализационной насосной станции, выполненный из стеклопластика, экологически безопасен. Такой материал – хорошая альтернатива металлу, более долговечная и устойчивая. Кроме того, стеклопластик дешевле стали.

Полиэтилен

Система КНС с корпусом из полиэтилена низкого давления подходит и для бытовых, и для промышленных условий.

Преимущества материала:

обеспечение абсолютной герметичности корпуса; долгий срок службы (не менее 50 лет); сохранение свойств в широком температурном диапазоне; небольшой вес; гладкость поверхности (на стенках не скапливается осадок); удобство монтажа.

Полипропилен

Из пропилена можно изготовить корпус любого типоразмера и формы, практически без ограничений, в то время как стеклопластик и полиэтилен такую возможность ограничивают.

Другие преимущества корпуса из полипропилена:

• высокая механическая прочность при небольшом весе;
• устойчивость к агрессивным веществам, включая щелочи, кислоты, растворители;
• не подверженность гниению и коррозии;
• термостойкость;
• безопасность состава, что делает материал пригодным для использования даже в таких отраслях, как медицина, фармацевтика и пищевая промышленность;
• сохранение рабочих характеристик при длительном воздействии ультрафиолета.

Нержавеющая сталь

Для изготовления корпуса системы КНС используют углеродистую сталь, которую покрывают антикоррозийным составом.

Металлический корпус имеет такие преимущества:

• экологичность;
• устойчивость к деформациям и повреждениям;
• большой вес, который защищают конструкцию от всплытия при подземном размещении.

Бетон

Бетонные КНС редко используются для установки из-за недостаточной устойчивости материала к действию влаги, агрессивных веществ и других неблагоприятных факторов. Такие конструкции имеют и преимущества, и недостатки.

К достоинствам относят следующее:

• долговечность;
• высокая прочность;
• возможность установки в грунте любого типа.

Недостатки бетонного корпуса для канализационной насосной станции:

• большой вес, создающий сложности при транспортировке и монтаже;
• необходимость проводить качественную гидроизоляцию для части емкости, которая располагается под землей;
• необходимость выделять много места под котлован для сооружения.

Чаще всего для бытовой эксплуатации используют КНС с резервуаром из полиэтилена, полипропилена или стеклопластика. Металлический корпус требуется для особых условий, когда значение имеет прочность и устойчивость к деформациям, а также для нестандартных проектов (повышенные нагрузки, большая глубина монтажа).

Принцип работы КНС

Канализационная насосная станция – это сложное инженерное сооружение с многочисленными компонентами. Его действие заключается в сборе стоков в накопительном резервуаре и их перекачивании по мере накопления в очистные сооружения. Перекачивание осуществляется за счет погружных насосов.

Принцип работы канализационной насосной станции стоит рассмотреть пошагово, чтобы иметь представление о процессах, происходящих в этой системе:

1. Поступление стоков в приемный резервуар, где они временно хранятся. Когда вода достигает определенного установленного уровня, срабатывает датчик включения двигателя. После этого вода подается в напорный трубопровод под действием вращающегося колеса.
2. Перекачивание стоков. Это происходит за счет насосов, которые установлены в приемной камере. Оборудование создает давление, необходимое для перемещения по напорному трубопроводу.
3. Транспортировка воды по напорному трубопроводу к месту назначения. Процесс контролируется системой мониторинга давления.
4. Контроль наполнения резервуаров и остановка работы насосов. В устройстве КНС предусмотрены датчики, которые контролируют процесс заполнения резервуара стоками. Когда жидкость опускается ниже минимальной допустимой отметки, срабатывает поплавковый выключатель. В результате насосы отключаются и не работают «всухую». И, наоборот, когда уровень стоков повышается, датчик передает соответствующую информацию в шкаф управления, и насосы вновь запускаются для откачивания жидкости.

В большинстве случаев в канализационных насосных станциях установлено более одного погружного насоса, а это требует сразу нескольких поплавковых датчиков. Наиболее эффективное управление такими датчиками осуществляется в автоматическом режиме, хотя ручной также возможен.

В большинстве случаев в КНС на 2 насоса используется 4 выключателя, оснащенных поплавками:

1. Поплавок нижнего уровня отвечает за отключение питания двигателей обоих насосов, если уровень сточных вод в накопительном резервуаре снижается.
2. Второй поплавок обеспечивает включение одного из насосов при достижении стоков его уровня.
3. Третий поплавковый выключатель срабатывает в моменты пиковой нагрузки (например, при сбросе большого объема стоков или затяжных ливнях). Он отвечает за подключение второго насоса, когда первый не может обеспечить достаточную производительность: это исключает работу оборудования «на пределе».
4. Четвертый поплавковый выключатель обеспечивает срабатывание аварийной сигнализации. Это происходит при критическом переполнении накопительной емкости.

Благодаря выключателям, оснащенным поплавками, обеспечивается надежность и автономность работы инженерного сооружения.

Режимы работы КНС

Принцип работы КНС в том, чтобы обеспечивать своевременное отведение стоков без переполнения приемного резервуара. С этой целью работа системы может осуществляться в двух режимах:

Ручном

Этот режим применяется при проведении пусконаладочных работ либо при опорожнении резервуара станции. Ручной режим предусматривает запуск и остановку работы насосного оборудования без участия датчиков уровня.

Автоматическом

Автоматический режим работы канализационной насосной станции осуществляется полностью автоматизировано. Пуск и останов в этом случае зависят от состояния датчиков уровня.

Некоторые варианты работы сооружения в автоматическом режиме:

1. Нормальная (стандартная) работа. Насосы откачивают стоки, включаясь поочередно.
2. Пиковая нагрузка. В этом режиме работают сразу оба агрегата, чтобы справиться с высокой нагрузкой.
3. Аварийная ситуация. Датчики срабатывают при переполнении резервуара и сигнализируют об этом во избежание выхода оборудования из строя.

Виды КНС

Классификация канализационных насосных станций подразумевает деление на виды по разным признакам. Основания для классификации КН это: объем, количество резервуаров, мощность насоса, глубина закладки в грунт и другие свойства.

Также принято выделять типы канализационных насосных станций по назначению:

• хозяйственно-бытовая;

• для коттеджного или дачного поселка;

• для ливневой канализации;

• для промышленных стоков, используемая на производстве.

По типу установки различают также вертикальные и горизонтальные конструкции, полностью наземные, частично или полностью погруженные в грунт.

Видео описание принципа работы

На видео подробно рассказано, как работает автономная канализация ТОПАС.

Типы насосного оборудования

В канализационных насосных станциях используют два типа насосного оборудования.

Погружной насос – это вид насоса, который полностью погружается в перекачиваемую жидкость и используется для ее подъема из резервуаров. Принцип работы канализационного насоса такого типа заключается в том, что он устанавливается непосредственно в жидкость и работает под водой. Это позволяет эффективно перекачивать воду с большой глубины и минимизировать риски, связанные с всасыванием воздуха.

Самовсасывающий насос в КНС это устройство, которое способно самостоятельно засасывать сточные воды из резервуара без необходимости наполнения всасывающей линии и самого насоса рабочей жидкостью.

Работа насоса данного вида обусловлена конструктивными особенностями. А именно – наличием специальной камеры, заполненной воздухом. Насос создает разрежение, которое вытесняет воздух из всасывающего трубопровода и таким образом втягивает жидкость. Такая система упрощает процесс запуска оборудования и повышает его надежность при автоматических периодических пусках. Используется в установках с сухой камерой.

Типы канализационных насосных станций по конструктиву

КНС также делятся на виды в зависимости от особенностей конструкции.

Горизонтальные КНС

Представляет собой цилиндрическую емкость горизонтального типа. Монтируется на заранее подготовленный фундамент и закрепляется с помощью анкерных болтов. Для работы такого резервуара обычно применяют погружные насосы. Если емкость подразделена на отсеки, в одном из них обустраивается сухая камера.

Вертикальные КНС

Данные КНС это резервуары, которые располагаются вертикально. Высота таких резервуаров может достигать 12 метров, а диаметр – от 1 до 4 метров. Это делает их удобными для установки в условиях ограниченного пространства, сохраняя при этом функционал.

КНС с сухой камерой

Канализационные насосные станции с сухой камерой представлены двумя вариантами. В однокорпусном исполнении используется один резервуар, разделенный герметично перегородкой на две зоны: приемную для стоков и техническую для размещения оборудования. Вариант с двумя корпусами предусматривает отдельный приемный резервуар.

КНС с погружными насосами

КНС с погружными насосами позволяет обойтись без установки дополнительных емкостей, что делает их более компактными. Еще один плюс – охлаждение мотора за счет контакта с водой в процессе работы насоса.

КНС с самовсасывающими насосами

На такой станции насос установлен над приемным баком в защищенном герметичном отделении. Это предотвращает попадание сточных вод в насосное отделение, даже если их уровень превышает определенный критический предел.

Многокорпусные КНС

В составе многосекционных насосных станций отдельные емкости соединены меж собой при помощи труб, обеспечивающих перелив жидкости. Конструкция корпусов этих станций может быть выполнена в вертикальной или горизонтальной форме.

КНС с выносной запорной арматурой

Монтаж канализационной насосной станции с выносной запорной арматурой производится там, где невозможно установить весь комплекс оборудования в одном корпусе. В случаях, когда станция обладает компактными размерами, запорная арматура, различные датчики и измерительные устройства устанавливаются во внешний блок.

Монтаж и обслуживание различных видов КНС

Монтажом КНС должны заниматься обученные этому люди. Как и обслуживанием системы в дальнейшем.

Монтаж осуществляется в несколько этапов:

1. Выбор места. До жилых зданий должно быть не менее 20 м. Желательно также, чтобы участок был наиболее высоким на всей территории – это поможет избежать скопления грунтовых вод под станцией.

2. Подготовка. Необходимо очистить участок и вырыть котлован с размерами, которые обеспечат установку станции без препятствий.

3. Заливка фундамента. Выбор вида бетона, толщины фундамента осуществляется, исходя из типа почвы, глубины залегания грунтовых вод и особенностей климата в местности.

4. Установка КНС. Станция устанавливается и крепится к фундаменту.

5. Засыпка. Осуществляется мелким грунтом с обязательной утрамбовкой через каждые 50 см.

Последним этапом является установка насоса, клапанов, задвижек и прочих дополнительных элементов.

Важно соблюсти все рекомендации при монтаже. Неподходящий фундамент, засыпка промерзшим грунтом, игнорирование уровня грунтовых вод чреваты тем, что станция осядет или произойдет перекос, что чревато поломками.

Профилактикой и устранением проблем должны заниматься мастера компании. Необходимо заключить договор с сервисной компанией. В зависимости от особенностей объекта, обслуживание проводится раз в месяц или раз в квартал.

Расчет и стоимость канализационных насосных станций

Процесс вычисления параметров КНС происходит в несколько этапов. Сначала необходимо определить ключевые параметры самой станции, ее способность к перекачиванию и объем поступающих сточных вод в течение часа.

Параметры станции – это общий объем резервуара, его глубина, число работающих насосных агрегатов и наличие запасных насосов. Учитывается диаметр и протяженность трубопровода, электрика.

Опираясь на эти факторы и подготовив все нужные сведения, нужно обратиться в компанию, занимающуюся продажей и установкой автономных канализаций. Там выберут компоненты для вашей установки.

Для расчета цены установки канализационной насосной станции, включая ее сборку, необходимо учитывать общее количество компонентов, мощность оборудования, объемы системы, материалы.

Сферы применения КНС

Канализационные насосные станции применяются в различных областях для обеспечения эффективного отведения сточных вод. Вот основные сферы их использования:

1. Для отведения бытовых сточных вод от частных домов и коттеджей, особенно если они расположены ниже уровня центральной канализационной системы или удалены от нее.

2. Для перекачивания промышленных стоков, содержащих химические и другие загрязнители.

3. Для откачки грунтовых или дождевых вод на стройплощадке.

4. Для сбора и перекачивания дождевой воды и талых вод, чтобы предотвратить затопление дорог и туннелей.

5. Для удаления жидких отходов животноводства.

Это лишь некоторые примеры использования канализационной насосной станции. Она может быть применима всегда, когда есть потребность перемещать загрязненную жидкость из одного места в другое под напором.

Критерии выбора для дома

Чтобы выбрать оптимальную канализационную насосную станцию для частного дома, нужно заранее продумать, какие задачи она должна выполнять. Важные критерии – это объем накопительного резервуара и мощность двигателя насоса.

Необходимо иметь представление о нагрузке на станцию – сколько стоков будет проходить через нее. Этот параметр зависит от количества людей, проживающих в доме, а также гостей, регулярно приезжающих. Важен и характер отходов.

Второй важный критерий – это высота, на которую нужно будет подниматься стокам. Если врезка насосной станции будет осуществляться в уже имеющуюся канализационную систему дома, то необходимо учесть диаметр труб.

Рекомендации специалистов

Стоимость – важный фактор при выборе КНС для дома. Однако не стоит заведомо экономить на всех ее составляющих. Дешевые комплектующие, материалы, неподходящие климатическим условиям и характеру сточных вод могут привести к раннему выходу системы из строя и загрязнению окружающей среды.

Дополнительные элементы, которые стоит установить:

• система вентиляции – для отвода ядовитых газов из системы;

• патрубок для аварийного откачивания жидкости;

• измельчитель фекалий, если диметр труб канализации в доме менее 30 мм;

• резервный насос на случай возникновения аварии.

Важны и материалы, из которых сделана канализационная насосная станция. Оптимальным сочетанием будет нержавеющая сталь в сочетании с современными полимерными материалами.

Коротко о главном

КНС – это решение для частного дома в условиях сложного или, наоборот, равнинного рельефа. Такая система нужна при:

• высоких нагрузках на канализацию;

• удаленном расположении от центральной системы отвода сточных вод;

• размещении санузла в подвальном помещении.

Основные компоненты кнс– это резервуар-накопитель, насос и система трубопровода. Покупая систему, нужно учесть два важнейших параметра: это объем бака и мощность насоса. Они определяются, исходя из реальной нагрузки.

Определить все параметры и подобрать наиболее подходящий тип канализационной насосной станции должны специалисты компании, занимающейся системами канализации. Они должны осуществлять монтаж и дальнейшее обслуживание. Это поможет избежать выхода оборудования из строя.