Pressão no sistema de abastecimento de água de uma casa particular: especificidades dos sistemas autônomos + formas de normalizar a pressão

Ter um sistema de abastecimento de água autônomo no terreno de uma residência particular ou em uma casa de campo não significa que você poderá usar essa água confortavelmente, e que todos os dispositivos hidráulicos e encanamentos funcionarão de forma estável e confiável.

Também é necessário garantir que a pressão no sistema de abastecimento de água da casa particular esteja dentro dos valores ideais, com a pressão necessária para uso doméstico e de manutenção da casa. E como conseguir isso será abordado a seguir.

Características típicas dos sistemas de água autônomos

Uma das características mais importantes de um sistema de pressurização de água é a pressão da água. Dela depende não apenas a pressão na torneira, permitindo realizar procedimentos de higiene comuns sem problemas, mas também o funcionamento de todos os dispositivos e equipamentos que consomem água.

Deve-se levar em consideração que o funcionamento de um sistema de pressurização autônomo difere do abastecimento de água centralizado de edifícios de vários andares.

Em primeiro lugar, um sistema de água independente é um conjunto de medidas específicas, sem a implementação de qualquer uma delas, o esquema pode não funcionar de todo, ou funcionar de forma diferente do necessário.

Existem algumas peculiaridades também nas questões de manutenção de uma pressão de água estável e ideal, extraída de uma fonte autônoma.

No sistema de utilização independente de fontes de abastecimento de água de uma casa de campo, estão incluídos elementos interligados:

1. Tubulações, conexões, manômetros.
2. Submersível ou bomba de superfície para elevação de água da fonte.
3. Bombas de aumento de pressão, podendo haver várias, ou uma estação de bombeamento com acumulador hidráulico para acumular uma reserva de água para consumo posterior ininterrupto.
4. Relé que liga e desliga a bomba, conforme necessário.

Ao contrário dos moradores de edifícios de vários andares, o proprietário de uma casa particular precisa resolver por conta própria as questões relacionadas à interação correta e eficiente de todos esses elementos.

Característica #1 – elevação da água do poço

A captação e o transporte da água são realizados diretamente da fonte de abastecimento.

E aqui pode haver várias opções. Mas qual delas preferir depende principalmente da complexidade e do custo dos trabalhos para elevar a água à superfície. As mais caras são o poço artesiano e o poço comum.

Para fins de abastecimento de água de uma residência particular ou casa de campo, geralmente são escolhidas fontes relativamente acessíveis — poço de água ou poço comum de mina.

A primeira opção — devido à necessidade de perfuração profunda, com uso de equipamento especial; a segunda — devido ao trabalho manual.

Poço de agulha, ou abissínio — a fonte mais simples de construir por conta própria e a que requer menos equipamento.

Cada uma dessas opções tem seus prós e contras, e a escolha depende não apenas do preço e da complexidade dos trabalhos, mas também das condições geológicas específicas do terreno.

Característica #2 – vazão da captação de água

O desempenho do sistema de abastecimento de água e a aplicação de equipamentos de bombeamento dependem da vazão da fonte de água.

O cálculo correto da vazão permite utilizar essa fonte de forma racional e abordar corretamente a questão da seleção da bomba.

Quanto maior a relação entre o volume máximo possível de extração do poço ou cacimba e a unidade de tempo em que a fonte se esgotará, maior será considerada a produtividade da captação e, consequentemente, mais potente deve ser a bomba.

Para determinar a vazão da fonte, são usados dois indicadores do nível da água:

1. Estático — comprimento do trecho do nível do solo até a água na fonte em repouso.
2. Dinâmico — distância da superfície até a marca estabilizada do espelho d'água com o conjunto de bombeamento em funcionamento.

Se a quantidade de água bombeada da fonte se mantém estável no nível de sua reposição, então pode-se dizer que a produtividade da captação corresponde à potência da bomba. Com uma boa vazão da fonte, a diferença entre esses dois níveis não deve exceder 1 metro.

A vazão da fonte é determinada como a relação entre a capacidade da bomba – V (litros) e a diferença entre os níveis dinâmico e estático, multiplicada pela altura do segmento L – do filtro até o nível da água em repouso da fonte.

A capacidade da bomba não deve ser superior à vazão da fonte. Caso contrário, é possível uma situação em que, após bombear toda a água, a bomba comum continue funcionando "a seco". E isso pode causar sua quebra.

Recomenda-se instalar a bomba a uma boa distância do filtro, mas de modo que sempre haja um nível de água acima dela, de pelo menos 1 m.

Característica #3 – transporte de água aos consumidores

O uso de uma fonte autônoma exige a instalação de equipamentos de bombeamento não apenas para elevar a água da camada aquífera, mas também para criar uma pressão suficiente para bombeá-la através das tubulações e posteriormente distribuí-la pela casa em diferentes níveis.

Não se deve esquecer dos sistemas de irrigação e combate a incêndio, cujo funcionamento deve ser garantido com a pressão adequada.

Ao escolher as unidades de bombeamento, é necessário considerar a resistência hidráulica dos tubos, que reduz a pressão e afeta diretamente a velocidade do fluxo de água. E quanto mais longa for a rota de comunicação desde a fonte até a casa e o consumidor final, maior se torna essa resistência.

Obstáculos adicionais para a água, que reduzem a pressão no sistema, são as curvas dos tubos, as peças moldadas do sistema de tubulação, os filtros e as válvulas de fechamento.

Portanto, para um sistema de abastecimento de água autônomo, é necessário considerar não apenas o valor da pressão de trabalho, ou seja, a pressão registrada em condições padrão no sistema de abastecimento de água da casa, mas também a pressão calculada – a pressão máxima excedente.

Com base nos valores da pressão calculada, são selecionados tubos de água com diâmetros e espessuras de parede adequados. Tudo isso afeta a confiabilidade, eficiência e durabilidade do sistema descentralizado de abastecimento de água.

Padrões básicos de pressão da água

Os valores de pressão no sistema de abastecimento de água, tanto para água fria quanto para água quente, são regulamentados por um conjunto específico de normas e SNiPs. Não existem padrões separados aplicados apenas a casas particulares para a pressão da água na entrada da casa ou nos pontos de consumo.

De acordo com as regras gerais, o limite inferior de pressão no nível do primeiro andar da casa deve ser de 1 unidade atmosférica ou 1 Bar. Esse valor corresponde a uma pressão capaz de criar uma coluna de água de 10 metros.

Se a casa tiver vários andares, para o cálculo da pressão de entrada, adiciona-se 4 m de coluna de água ou 0,4 atm para cada andar.

Assim, por exemplo, para uma casa de 2 andares, a pressão mínima na entrada da casa será de 10 m + 4 m para o 2º andar = 14 m ou 1,4 atm.

É necessário saber que os equipamentos, aparelhos e dispositivos sanitários que trabalham com água possuem padrões individuais que determinam os indicadores mínimos de pressão da água, sob os quais é garantido o funcionamento normal desses dispositivos.

Equipamentos sanitários:

• 0,2 atm — lavatório, vaso sanitário;
• 0,3 atm — banheira, chuveiro, bidê;
• 0,4 atm — jacuzzi e equipamento de hidromassagem.

Eletrodomésticos:

• 1,5 atm — máquina de lavar louça;
• 2 atm — máquina de lavar roupa.

Outros consumidores de água:

• 1,5 atm — sistema de combate a incêndio
• 2 atm — caldeira de aquecimento, considerando os parâmetros do sistema de aquecimento;
• 3,5 atm — sistema de irrigação.

Para que o equipamento funcione no limite de suas capacidades e opere normalmente, é necessário adicionar mais 0,5 atm aos valores nominais da ficha técnica.

E a pressão no sistema de abastecimento de água pode ser determinada por meio de manômetros. Esses dispositivos podem ser instalados na entrada da casa, e também equipam estações de bombeamento, sobre as quais falaremos a seguir.

O monitoramento da pressão da água em sua casa é feito por meio das leituras dos manômetros, com os quais o sistema de abastecimento de água deve ser obrigatoriamente equipado.

Métodos de aumento de pressão

A construção de um sistema de abastecimento de água, como qualquer outra construção, começa com um projeto. Portanto, a questão de equipar o sistema com o necessário equipamento de bombeamento e outros para manter a pressão ideal é melhor trabalhada e calculada na fase de projeto.

Se a redução da pressão no sistema de abastecimento de água ocorreu durante sua operação, primeiro é necessário identificar as possíveis causas do defeito.

Para isso, é realizada uma inspeção dentro do circuito e dos principais elementos do esquema de abastecimento de água para identificar defeitos ou erros de cálculo.

Podem incluir:

• seleção incorreta da capacidade do equipamento de bombeamento;
• erros estruturais cometidos durante a instalação do sistema;
• vazamentos e fissuras nos próprios tubos ou em suas conexões;
• redução do diâmetro interno dos tubos devido a depósitos formados durante longa operação;
• contaminação dos elementos filtrantes;
• falhas nas válvulas de fechamento.

Para aumentar forçadamente a pressão da água em um sistema de abastecimento privado, seja em construção ou existente, existem várias maneiras.

Método #1 – uso de bomba de circulação

Este método produzirá o efeito desejado se a pressão no abastecimento de água precisar ser aumentada em 1-2 atm. Para sua implementação, será necessário adquirir adicionalmente uma bomba de circulação.

O princípio de funcionamento de tal unidade consiste em criar diferenças de pressão na câmara da bomba devido à força centrífuga, como resultado da qual a água entra no sistema através da saída da bomba já com pressão elevada. O processo ocorre com ciclicidade continuamente repetida.

Para isso, são usadas bombas de circulação comuns. Elas podem ser instaladas tanto na entrada da casa ou no riser geral de abastecimento de água, quanto diretamente antes dos pontos de consumo de água.

As principais características a serem observadas ao escolher tal dispositivo são:

• pressão de água fornecida na saída;
• possibilidade de operação nos modos manual e automático;
• nível de ruído;
• tipo de rotor.

De acordo com o princípio de funcionamento dos rotores, os dispositivos são divididos em bombas de rotor molhado e seco.

No primeiro caso, o movimento da água no sistema é realizado pelas pás rotativas do impulsor, que está montado no eixo do rotor. O resfriamento e a lubrificação dos elementos de trabalho da bomba são feitos naturalmente pelo fluxo de água.

Esta característica confere ao dispositivo grandes vantagens sobre bombas de outros tipos.

O funcionamento silencioso da bomba de fluxo com rotor úmido permite instalar o aparelho dentro de banheiros e cozinhas, sem sofrer os inconvenientes relacionados ao ruído durante o funcionamento constante.

A eficiência do conjunto com rotor úmido não é muito alta – 45%, mas para uso doméstico, este dispositivo é uma opção bastante digna.

Na segunda opção, uma bomba de tipo seco mais potente é instalada na linha principal.

O motor da bomba é montado fora do tubo e não tem contato com o líquido. É resfriado a ar. Esses conjuntos podem diferir entre si pelo tipo de conexão com o motor e pelo local de instalação.

A eficiência de uma bomba desse tipo é significativamente maior – cerca de 70%, o que torna seu uso viável quando é necessário criar uma pressão mais alta no sistema e se a capacidade da bomba de fluxo não for suficiente.

Ao optar por um conjunto de tipo seco, deve-se considerar que ele será maior não apenas em dimensões, mas também terá um nível de ruído mais alto durante o funcionamento. Portanto, para a instalação dessas bombas, é desejável destinar um cômodo separado, isolado dos quartos.

Como conclusão, para um pequeno aumento da pressão da água, inclusive na alimentação de um eletrodoméstico individual ou equipamento sanitário, é viável usar um conjunto de fluxo menos potente.

A instalação de bombas de circulação no sistema de abastecimento de água não apresenta grandes dificuldades. O principal é que a instalação seja feita levando em consideração a direção de funcionamento do impulsor indicada no aparelho – no sentido do fluxo de água.

No mercado moderno, as bombas das marcas Wilo, Grundfos, Oasis, Dzhileks são populares. A grande quantidade de ofertas permite escolher, por um preço acessível, um conjunto com as características desejadas de pressão, vazão, dimensões, ruído e outros indicadores.

Os bocais de todos os dispositivos são padronizados para instalação em redes de abastecimento de água russas.

Método #2 – instalação de estação de pressurização de água

O equipamento de uma estação de bombeamento doméstica é mais caro, mas moderno e certamente resolverá a questão de fornecer água com pressão ideal para uma casa particular ou de campo.

Essa estação pode elevar água de uma fonte autônoma e fornecê-la ininterruptamente a todos os pontos de consumo, além de garantir o aumento da pressão no sistema até valores ideais.

A instalação elevatória inclui cinco elementos principais:

1. Motor elétrico.
2. Bomba autoaspirante.
3. Tanque de acumulação.
4. Relé de pressão.
5. Válvula de retenção.

Para criar uma reserva de água, o sistema pode incluir um tanque de armazenamento comum ou um hidroacumulador de fábrica do tipo membrana.

Estação de bombeamento com tanque – esta opção é um tanto ultrapassada e não muito conveniente devido à necessidade de ter no conjunto da estação um reservatório muito volumoso. Além disso, a pressão da água, cuja captação é feita por gravidade, dependerá da altura do reservatório.

Isso acarreta um problema como a escolha do local para colocar o reservatório de água no sótão ou em um andar mais alto que os consumidores de água. Além das dificuldades de instalação, também aumenta o risco de inundação dos cômodos abaixo, em caso de algum defeito.

Apesar das desvantagens mencionadas, tal sistema de aumento de pressão na tubulação de água é usado há muito tempo em casas particulares e também encontra ampla aplicação na construção de novos sistemas de água.

O esquema do equipamento da estação com tanque comum é simples. O reservatório instalado na altura máxima possível é conectado à tubulação de água através de uma bomba.

O enchimento do reservatório durante o consumo de água é monitorado por um relé, que aciona automaticamente a bomba quando o nível cai e, consequentemente, a pressão da água no tanque diminui até um determinado valor. Ao reabastecer a água, a pressão no reservatório aumenta e, ao atingir o valor máximo definido, a bomba é desligada. O ciclo se repete.

Estação doméstica com hidroacumulador. Este é um equipamento mais avançado e moderno em sistemas de água autônomos. O conjunto da estação inclui obrigatoriamente um hidroacumulador, também chamado de tanque de membrana.

Estrutura do tanque de membrana. O corpo hermético consiste em duas câmaras separadas por uma membrana elástica de borracha resistente – butil. Em uma parte do tanque há ar sob pressão, na outra, a parte da membrana, a água do sistema de tubulação é acumulada.

O material da membrana é sanitariamente seguro e, de acordo com as normas de higiene, adequado para armazenar água potável. O princípio de funcionamento do hidroacumulador permite que, sob a pressão da água bombeada pela bomba que entra na membrana, seu volume aumente, aumentando assim a pressão do ar na segunda câmara.

Quando a pressão aumenta até o valor limite, o relé desliga a bomba. A diminuição da pressão na câmara durante o consumo de água faz com que o relé reinicie a bomba.

O tanque de membrana possui uma válvula de ar, cuja pressão deve ser de 1,5-2 atm. A válvula é do tipo de um bico de pneu comum de automóvel, permitindo ajustar manualmente a pressão no compartimento de ar.

Vantagens da estação de bombeamento com hidroacumulador:

• possibilidade de instalação em qualquer nível da casa particular;
• aumento da vida útil da bomba;
• criação de uma pressão relativamente constante na tubulação de água;
• acúmulo de reserva de líquido para caso de corte de energia elétrica.

Ao instalar a estação de bombeamento, é desejável posicionar o acumulador hidráulico de forma que tenha acesso livre, permitindo realizar manutenção ou reparo sem drenar a água do sistema.

Saiba mais sobre como escolher uma estação de bombeamento para uma casa particular aqui.

Estabilização da pressão no encanamento

Para o funcionamento do sistema de abastecimento de água de uma casa de campo em um regime de pressão estável e uniforme, apenas a presença de um tanque de membrana no esquema pode ser insuficiente, e a probabilidade de golpes de aríete permanece alta.

O golpe de aríete muitas vezes se torna a causa de falha em tubulações, equipamentos de bombeamento, válvula de retenção e outros equipamentos caros

Outra razão que justifica a necessidade de estabilização forçada da pressão da água é a possibilidade de aumentá-la em vários pontos de consumo do sistema quando estes estão operando simultaneamente. Para esse fim, pode-se usar um conversor de frequência.

Por exemplo, na ausência de um dispositivo equalizador de pressão da água, se uma pessoa estiver tomando banho e outra regando o jardim ao mesmo tempo, a pressão da água será dividida ao meio.

Vantagens do conversor de frequência:

• a pressão da água é mantida estável durante todo o consumo de água;
• a bomba opera em regimes suaves de partida e parada, o que aumenta sua vida útil em 1,5 vezes;
• proteção da bomba contra funcionamento a seco;
• o modo de espera economiza significativamente energia elétrica;
• possibilidade de reduzir o volume do tanque de membrana em quase 10 vezes.

Além de economizar espaço, um tanque pequeno elimina odores desagradáveis associados à água parada. Bombas e estações modernas já podem ser compradas com conversor de frequência embutido.

Resolver o problema da pressão instável da água, proteger tubos e equipamentos contra golpes de aríete, evitar picos de tensão ao ligar e desligar a bomba é possível com um dispositivo moderno — o conversor de frequência, que torna o sistema de abastecimento de água inteligente.

Mas integrar um conversor adquirido separadamente ao sistema de abastecimento de água é bastante simples. O principal ao escolhê-lo é considerar a compatibilidade com características do equipamento existente, como potência, tensão de alimentação e corrente elétrica.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo em que o autor compartilha uma dica para aumentar a pressão da água em uma casa particular usando uma estação de bombeamento feita por conta própria com tanque de acumulação:

Vídeo sobre os detalhes da conexão do acumulador hidráulico ao sistema de abastecimento de água de uma casa particular e ajuste da pressão do ar nele:

Vídeo que explica as vantagens do conversor de frequência no sistema de abastecimento de água, com instruções de operação e descrição dos seus modos de funcionamento:

A pressão normal da água num sistema autónomo é uma condição essencial para uma operação confortável e confiável do encanamento. Viver na sua própria casa ou no campo impõe condições em que a pessoa mais comum deve ser especialista em muitas questões.

Conhecer os princípios básicos da teoria sobre a pressão da água num sistema de abastecimento independente e seguir os conselhos apresentados sobre como torná-la estável trará apenas resultados positivos. Isso permitirá evitar possíveis erros na fase de planeamento e durante a execução dos trabalhos de instalação do sistema autónomo de água, ajudará a decidir corretamente sobre a compra do equipamento necessário.

Se você deseja fazer uma pergunta sobre o tema do artigo ou possui conhecimentos valiosos que podem ajudar a normalizar a pressão da água no sistema, por favor, deixe seus comentários no bloco abaixo.