Вода без електрики: насос, станція, запас
Насос – найважчий побутовий споживач у домі. Він визначає клас генератора, хоча працює хвилинами на добу. Найдешевший спосіб обійти це обмеження не електричний, а гідравлічний.
Коротка відповідь
Без електрики вода зникає в трьох різних сценаріях по-різному. У квартирі з централізованим водогоном вона тече, доки в мережі тримається тиск, і першими лишаються без неї верхні поверхи. У будинку з насосною станцією вода закінчується разом із запасом у гідроакумуляторі, тобто за 10–30 літрів. У будинку зі свердловиною вода зникає миттєво.
Головна складність не в кількості енергії, а в пусковому струмі: насос потужністю 800 Вт у мить старту просить 2400–3200 Вт.
Три сценарії
| Ситуація | Що відбувається без струму | Скільки часу є | Найдешевше рішення |
|---|---|---|---|
| Централізований водогін, нижні поверхи | Тиск падає поступово | Від годин до діб | Запас у ємностях, зазвичай нічого більше |
| Централізований водогін, верхні поверхи | Тиск зникає першим | Хвилини або години | Запас у ємностях, бак у санвузлі |
| Насосна станція з поверхневим насосом | Працює, поки є тиск у гідроакумуляторі | 10–30 літрів | Більший бак або живлення від станції |
| Свердловина із зануреним насосом | Вода зникає одразу | Тільки те, що в трубах | Генератор або накопичувальний бак |
| Колодязь із ручним підйомом | Не залежить від струму | Необмежено | Відро і мотузка як резерв |
Централізований водогін заслуговує окремого слова. Вода в ньому тримається не «сама по собі», а тому що районні насосні станції зазвичай мають резервне живлення. Але висота підйому обмежена, і в багатоповерхівці з підкачувальним насосом у підвалі верхні поверхи лишаються без води майже одночасно зі світлом. Практичне правило: якщо у вашому будинку є підкачка, розраховуйте на власний запас.
Пусковий струм: чому насос визначає клас генератора
Асинхронний двигун насоса в момент старту має нерухомий ротор і, відповідно, малий опір обмотки. Перші частки секунди струм у 3–3,5 раза перевищує робочий. Насос під тиском стартує ще важче, бо мусить одразу долати напір у системі.
| Тип насоса | Робоча потужність | Коефіцієнт пуску | Пік |
|---|---|---|---|
| Поверхнева насосна станція | 600–1100 Вт | 3,0–3,5 | 1800–3900 Вт |
| Свердловинний занурений, до 40 м | 750–1500 Вт | 3,0–3,5 | 2250–5250 Вт |
| Свердловинний занурений, понад 60 м | 1100–2200 Вт | 3,0–3,5 | 3300–7700 Вт |
| Дренажний або фекальний насос | 400–900 Вт | 2,5–3,5 | 1000–3150 Вт |
| Циркуляційний насос опалення | 5–90 Вт | 2,5–3,0 | 13–270 Вт |
Саме через ці цифри будинок зі свердловиною зазвичай потребує генератора на 4–6 кВт, тоді як усе інше життєзабезпечення закривається двома кіловатами. Детальний розбір складання піків – у розрахунку потужності генератора.
Пом'якшити пік можна трьома способами. Установку і налаштування будь-якого з цих пристроїв у силовому колі насоса має виконувати кваліфікований електрик: там ідеться про струми в десятки ампер і про захист від ураження. Пристрій плавного пуску зменшує стартовий струм приблизно вдвічі і коштує кратно дешевше за перехід на наступний клас генератора. Частотний перетворювач робить те саме і додатково економить енергію, але дорожчий і складніший. Розведення в часі нічого не коштує: насос вмикають, коли решта важких споживачів вимкнена.
Бак замість кіловат
Найдешевше рішення в цій задачі не електричне.
Гідроакумулятор – це мембранний бак, у якому вода стиснута повітрям. Він уже стоїть у кожній насосній станції, зазвичай на 24 або 50 літрів, але корисний об'єм у нього значно менший за повний. Формула проста:
V корисний = V бака × (P вимкнення − P увімкнення) ÷ (P вимкнення + 1)
Тиски беруться в барах. Для бака на 50 л із типовим налаштуванням реле 1,5 бар на увімкнення і 3,0 бар на вимкнення: 50 × (3,0 − 1,5) ÷ (3,0 + 1) = 50 × 0,375 = 18,75 літра. Це і є весь ваш запас води без струму.
Бак на 100 літрів у тих самих умовах дає 37,5 літра, бак на 200 літрів – 75 літрів. Заміна гідроакумулятора на більший коштує дешевше за будь-яке резервне джерело і не потребує жодного обслуговування.
Накопичувальна ємність працює ще краще. Бак на 500–1000 літрів наповнюють тоді, коли світло є, а далі вода йде самопливом (якщо бак на горищі) або через маленький підкачувальний насос на 200–400 Вт, який легко живиться від зарядної станції. Ця схема повністю знімає задачу пускового струму свердловинного насоса: важкий насос працює лише в години з мережею.
Скільки енергії коштує кубометр води
Це число майже ніколи не рахують, і дарма: воно змінює уявлення про масштаб задачі.
Енергія на подачу об'єму дорівнює потужності насоса, помноженій на час роботи. Час роботи – це об'єм, поділений на подачу. Звідси:
E (кВт·год на м³) = P (кВт) ÷ Q (м³/год)
де Q – реальна подача насоса на робочому тиску, а не максимальна цифра з реклами. Реальна подача зазвичай становить 50–70% від максимальної, бо максимум досягається при нульовому напорі.
| Насос | Потужність | Реальна подача | Енергія на 1 м³ |
|---|---|---|---|
| Насосна станція, будинок | 0,8 кВт | 2,8 м³/год | 0,29 кВт·год |
| Свердловина, глибина 30 м | 1,1 кВт | 2,5 м³/год | 0,44 кВт·год |
| Свердловина, глибина 70 м | 1,5 кВт | 2,0 м³/год | 0,75 кВт·год |
| Підкачка з накопичувального бака | 0,3 кВт | 2,0 м³/год | 0,15 кВт·год |
Практичний висновок: сім'я з чотирьох осіб, що витрачає 0,5 м³ на добу, спалює на воду 0,15–0,4 кВт·год. Це менше, ніж холодильник з'їдає за 8 годин. Тобто вода – дешева за енергією і дорога за потужністю, і плутати ці дві властивості не можна. Якщо різниця досі здається абстрактною, поверніться до матеріалу про ватти проти ват-годин.
Скільки води треба запасти
| Призначення | На особу на добу | Коментар |
|---|---|---|
| Питво і приготування їжі | 3–5 л | Тільки якісна вода, окремі каністри |
| Мінімальна гігієна | 5–10 л | Умивання, чищення зубів, посуд |
| Змив унітаза | 25–45 л | 6–9 л за раз, це найбільша стаття |
| Душ | 40–80 л | Перше, від чого відмовляються |
Мінімум для виживання без дискомфорту – 10–15 літрів на особу на добу, якщо змив забезпечується технічною водою окремо. Для сім'ї з чотирьох це 40–60 літрів на добу плюс 100–200 літрів технічної води.
Дрібниці, які псують план
Каналізація. У будинках із насосною станцією каналізації або з підвальним санвузлом стоки теж залежать від електрики. Це перевіряють заздалегідь.
Бойлер. Електричний водонагрівач на 1,5–2 кВт технічно можна живити від генератора, але це найдорожча гаряча вода у вашому житті. Дешевше нагріти воду на газовій плиті або в котлі, який уже працює від ДБЖ.
Зимове замерзання. Літня водопровідна лінія або труби в неопалюваному приміщенні під час тривалого відключення замерзають першими. Це та сама причина, через яку опалення варто резервувати раніше за воду.
Якість води після паузи. Після довгого простою свердловини перші відра пропускають. У централізованому водогоні після відновлення тиску вода може бути каламутною через підняття осаду в трубах.
Часті питання про воду без електрики
Скільки води залишається в системі після вимкнення світла?
Стільки, скільки міститься в гідроакумуляторі, плюс те, що лишилося в трубах. Для стандартного бака на 24 літри це приблизно 9 літрів, для бака на 50 літрів – близько 19 літрів. Порахувати точно можна за формулою корисного об'єму, наведеною вище: повний об'єм бака множать на різницю тисків увімкнення і вимкнення і ділять на тиск вимкнення плюс один.
Який генератор потрібен для свердловинного насоса?
Орієнтуйтеся на потрійну робочу потужність насоса плюс решта одночасних споживачів плюс 20–30% запасу. Для насоса 1,1 кВт це приблизно 4 кВт, для насоса 1,5 кВт – від 5,5 кВт. Якщо в паспорті насоса вказано пусковий струм, беріть його: паспортне значення завжди точніше за коефіцієнт. Зменшити потрібний клас машини вдвічі допомагає пристрій плавного пуску або накопичувальний бак. Точний розрахунок для вашого набору приладів дає калькулятор потужності генератора.
Чи можна живити насос від зарядної станції?
Від великої станції з інвертором, що витримує пік у 3–4 кіловати, поверхнева насосна станція запуститься. Свердловинний насос глибокого залягання здебільшого ні. Головне обмеження – саме піковий струм, а не ємність: за годину роботи насос спожив би лише 0,8–1,5 кВт·год. Дивіться в характеристиках станції не номінальну потужність інвертора, а пікову і час, який він її тримає. Якщо станція вимикається при старті насоса, ємність тут ні до чого.
Скільки коштує кубометр води від генератора?
Порахуйте у два кроки. Насос 1,1 кВт із подачею 2,5 м³/год витрачає 0,44 кВт·год на кубометр. Кіловат-година від бензинового генератора обходиться приблизно у 8–15 разів дорожче за мережеву, тож і вода дорожчає рівно в стільки ж разів. У абсолютних числах це все одно небагато: половина кубометра на добу для сім'ї – це частка кіловат-години. Критичною лишається потужність, а не витрата.
Гідроакумулятор більшого об'єму справді допомагає?
Так, і це найдешевший крок у всій задачі. Заміна бака з 24 на 100 літрів збільшує запас води без струму приблизно з 9 до 37 літрів, тобто вчетверо. Бак не має жодного споживання, не потребує обслуговування, крім періодичної перевірки тиску повітря, і працює десятиліттями.
Чи можна пити воду зі свердловини без насоса?
Технічно з неглибокої свердловини воду можна підняти ручним насосом або желонкою, але для свердловини з обсадною трубою малого діаметра це рідко практично: занурений насос займає майже весь переріз, і діставати його щоразу ніхто не буде. Надійніший резерв – запас у каністрах і бочках плюс, якщо він є на ділянці, колодязь із відром. Ручна колонка має сенс лише тоді, коли її передбачили на етапі буріння.
Скільки води треба запасти на добу відключення?
Мінімально достатній рівень – 10–15 літрів на особу на добу за скороченим сценарієм, з яких 3–5 літрів мають бути питною водою в окремій тарі. Змив унітаза рахуйте окремо технічною водою: це 25–45 літрів на особу, і саме він з'їдає більшу частину будь-якого запасу.
Джерела та нормативна база
- Методологія розрахунків «Пояснений»
- Технічна документація виробників насосів: криві напір-подача і паспортні пускові струми
- Паспортні дані мембранних гідроакумуляторів: робочі тиски і корисний об'єм
- Державні будівельні норми щодо внутрішнього водопроводу житлових будинків
Числові приклади на цій сторінці розраховані редакцією за відкритою методологією. Знайшли неточність? Повідомте про виправлення.