Problemy z wodą w kranie - jak zmienić ciśnienie wody?

Ciśnienie i wydajność to dwie różne wielkości

Zanim przejdziemy do diagnozowania usterek, warto rozróżnić dwa parametry, które w potocznych rozmowach traktuje się jako jedno. Ciśnienie decyduje o tym, z jaką siłą woda napiera na ścianki instalacji i wypływa z armatury, a wydajność - o tym, ile litrów na minutę jest w stanie dostarczyć przyłącze lub pompa. Można mieć wysokie ciśnienie statyczne i jednocześnie zbyt małą wydajność, jeżeli rura zasilająca ma niedostateczną średnicę albo jest częściowo zarośnięta. Wtedy manometr na wejściu do budynku pokaże poprawną wartość, a mimo to jednoczesne korzystanie z prysznica i pralki zakończy się spadkiem strumienia.

Przydatna jest też prosta zależność: 10 m słupa wody odpowiada w przybliżeniu 1 barowi. Każda kondygnacja odbiera więc około 0,25–0,3 bara, a doprowadzenie wody na poddasze użytkowe budynku dwukondygnacyjnego z piwnicą wymaga uwzględnienia tej straty już na etapie doboru urządzeń.

Parametry wody na doprowadzeniu do budynku

Dostępność wody zależy od źródła zasilania. Może ona pochodzić z przyłącza wodociągowego albo z własnej studni, a wybór ten przesądza o tym, w jakim zakresie wolno nam ingerować w parametry instalacji.

Wymagania dla instalacji wewnętrznej określa § 114 ust. 1 rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Zgodnie z tym przepisem ciśnienie wody w instalacji wodociągowej w budynku, poza hydrantami przeciwpożarowymi, powinno wynosić przed każdym punktem czerpalnym nie mniej niż 0,05 MPa (0,5 bara) i nie więcej niż 0,6 MPa (6 barów). To jednak wartości graniczne, przy których instalacja jest jeszcze uznawana za sprawną - nie zaś poziom zapewniający komfort użytkowania. Dolna granica pozwala na napełnienie spłuczki i umycie rąk, ale nie na korzystanie z deszczownicy czy panelu natryskowego.

Ciśnienie gwarantowane w punkcie włączenia do sieci nie wynika z przepisów o charakterze ogólnym, lecz z regulaminu dostarczania wody uchwalonego przez gminę oraz z warunków przyłączenia wydanych przez przedsiębiorstwo wodociągowe. Najczęściej mieści się ono w przedziale 0,2–0,6 MPa i to właśnie ten dokument jest podstawą do zgłaszania reklamacji. W praktyce wartości bywają niższe od zadeklarowanych, a dodatkowo zmieniają się w ciągu doby - przy dużej liczbie odbiorców jednoczesny pobór w godzinach rannych i wieczornych obniża ciśnienie w całym rejonie zasilania.

Występuje również problem odwrotny, typowy dla nowo wybudowanych sieci na obszarach o rozproszonej zabudowie. Pompy dobrane z zapasem na przyszłą liczbę odbiorców pracują przy niewielkim rozbiorze, co na niektórych odcinkach skutkuje ciśnieniem przekraczającym górną dopuszczalną granicę.

Pompa głębinowa do wody czystej opuszczona do studni. (fot. DAB Pumps Poland)

Instalacje zasilane z własnej studni pozostawiają w tym zakresie pełną swobodę. Parametry pracy ustala się, dobierając pompę o odpowiedniej wydajności i wysokości podnoszenia oraz nastawiając histerezę, czyli różnicę między ciśnieniem załączenia i wyłączenia urządzenia.

Typowa nastawa dla domu jednorodzinnego to 2–2,5 bara dla załączenia pompy i 3,5–4 bary dla wyłączenia. Zbyt wąska histereza powoduje częste cykle pracy i przyspiesza zużycie silnika oraz membrany zbiornika, zbyt szeroka - wyraźnie odczuwalne wahania strumienia w trakcie kąpieli. Przy doborze nastaw trzeba uwzględnić wymagania konkretnych urządzeń sanitarnych, straty ciśnienia na oporach przepływu oraz różnicę wysokości między zbiornikiem hydroforowym a najwyżej położonym punktem poboru.

Jak zmierzyć ciśnienie wody w kranie?

Diagnostykę zawsze zaczynamy od pomiaru, ponieważ odczucie „słabego strumienia” jest subiektywne i bywa mylące. Najprostszym narzędziem jest manometr z gwintem 3/4 cala, przykręcany do zaworu pralki, kranu ogrodowego lub zaworu spustowego przy wodomierzu. Koszt takiego przyrządu to 40–90 zł, a jego zakup jest tańszy niż jedna wizyta hydraulika.

Wykonujemy dwa pomiary: ciśnienia statycznego, przy zamkniętych wszystkich punktach poboru, oraz dynamicznego, w trakcie przepływu. Różnica między nimi jest zjawiskiem naturalnym - woda w spoczynku wyrównuje ciśnienie w całym zamkniętym obiegu, natomiast podczas przepływu traci je na skutek oporów. Znaczenie diagnostyczne ma skala tej różnicy. Jeżeli przy statycznym ciśnieniu 3,5 bara pobór wody w jednym punkcie obniża wskazanie do 1 bara, opory hydrauliczne są zbyt duże i trzeba szukać przewężenia.

Równolegle warto zmierzyć wydajność, i to bez żadnego wyposażenia. Wystarczy odkręcić baterię do końca, napełnić 10-litrowe wiadro i zmierzyć czas. Napełnienie w 30 sekundach oznacza 20 l/min, w 75 sekundach - 8 l/min. Pomiary należy powtórzyć w różnych porach dnia, bo w przypadku zasilania z sieci wahania dobowe potrafią być większe niż wpływ jakiejkolwiek usterki wewnątrz budynku.

Sprawdzenie instalacji współpracującej z armaturą o podwyższonych wymaganiach wymaga pomiaru ciśnienia dynamicznego przy przewidywanym strumieniu przepływu. Manometr wstawia się wówczas na przyłączu do baterii, na przykład przez trójnik na wylocie działającej deszczownicy.

Jeżeli budynek jest zasilany z sieci, manometr na wejściu do instalacji rozstrzyga też kwestię odpowiedzialności. Duża różnica wskazań między pomiarem statycznym i dynamicznym świadczy o wysokich oporach na samym przyłączu - przyczyną bywa niedomknięta zasuwa, zamulony odcinek rury albo zatkany filtr siatkowy w zestawie wodomierzowym. Usunięcie takich usterek należy do dostawcy wody, ponieważ instalacja odbiorcy zaczyna się zazwyczaj za wodomierzem.

Jak zredukować zbyt wysokie ciśnienie wody w instalacji?

Nadmierne ciśnienie bywa lekceważone, a jego konsekwencje są kosztowniejsze niż niedogodności związane ze słabym strumieniem. Rozbryzgująca się woda to najmniejszy problem - poważniejsze jest przyspieszone zużycie uszczelnień i głowic baterii, obciążenie elastycznych węży przyłączeniowych pralki i zmywarki oraz elektrozaworów w tych urządzeniach. Rośnie także zużycie wody, bo z tego samego perlatora przy 6 barach wypływa jej wyraźnie więcej niż przy 3 barach, mimo identycznego czasu korzystania z baterii. Warto też sprawdzić karty techniczne sprzętu: wielu producentów armatury i AGD ogranicza gwarancję do instalacji pracujących w zadeklarowanym zakresie ciśnień.

W instalacji zasilanej z własnej pompy hydroforowej wystarczy zmienić nastawę wyłącznika ciśnieniowego, nazywanego też presostatem, który sterują pracą urządzenia. Regulacja polega na przestawieniu dwóch śrub odpowiadających za progi załączenia i wyłączenia, a jej efekt kontrolujemy na manometrze zestawu.

Przy zasilaniu z sieci rozwiązaniem jest reduktor ciśnienia montowany na wejściu do budynku, za wodomierzem i za filtrem mechanicznym - kolejność jest tu istotna, bo zanieczyszczenia szybko blokują ruchome elementy reduktora. Urządzenie pozwala ustawić stałą wartość ciśnienia w instalacji domowej, zwykle w przedziale 3–3,5 bara. Reduktory stosuje się również wtedy, gdy trzeba wydzielić fragment instalacji wymagający niższego ciśnienia niż pozostała część, co bywa konieczne na najniższych kondygnacjach wyższych budynków. Modele z gwintem 1/2 i 3/4 cala, z manometrem i nastawą w zakresie 1–4 barów, kosztują 80–250 zł, a wersje ze zintegrowanym filtrem siatkowym 200–450 zł.

Reduktor utrzymuje nastawioną wartość tylko w zakresie nominalnego przepływu. Zarówno pobór przekraczający jego przepustowość, jak i spadek ciśnienia zasilania poniżej nastawy sprawiają, że urządzenie przestaje pełnić swoją funkcję - dobiera się je więc do rzeczywistego zapotrzebowania budynku, a nie „na zapas”.

Montaż reduktora ma jeszcze jedną konsekwencję, o której często zapomina się na budowie: instalacja staje się układem zamkniętym. Woda w zasobniku ciepłej wody zwiększa objętość podczas nagrzewania, a nie mając możliwości cofnięcia się do sieci, podnosi ciśnienie i uruchamia zawór bezpieczeństwa. Objawia się to kapaniem z jego wylotu po każdym cyklu podgrzewania. Aby tego uniknąć, na przewodzie ciepłej wody instaluje się przeponowe naczynie wzbiorcze przystosowane do wody użytkowej, o pojemności 8–12 l dla typowego zasobnika 120–200 l; koszt to 200–400 zł.

Osobnym zagadnieniem jest uderzenie hydrauliczne, czyli stuknięcie i drganie rur w momencie szybkiego zamknięcia przepływu, najczęściej przez elektrozawór pralki lub zmywarki. Sprzyja mu wysokie ciśnienie i długie, niedostatecznie umocowane odcinki rur. Pomaga uzupełnienie obejm mocujących, obniżenie ciśnienia oraz - w trudniejszych przypadkach - amortyzator uderzeń hydraulicznych montowany blisko urządzenia, w cenie 120–250 zł.

Reduktor ciśnienia PN16 1-4 bar. (fot. FERRO)

Zbyt słaby wypływ wody z instalacji

Spadek ciśnienia w punktach poboru może mieć charakter okresowy albo stały i obejmować całą instalację lub tylko jej fragment - od tego rozróżnienia zależy dalsze postępowanie. Gdy strumień słabnie wszędzie, sprawdzamy punkt doprowadzenia wody do budynku. Gdy problem dotyczy jednego urządzenia, ograniczamy się do niego. Obiegi wody zimnej i ciepłej analizujemy oddzielnie, a następnie przy jednoczesnym korzystaniu z obu, bo część usterek ujawnia się dopiero wtedy.

Opory przepływu w instalacji

Straty ciśnienia dzielą się na liniowe, zależne od długości, średnicy i chropowatości rur, oraz miejscowe, wywoływane przez armaturę, zawory, filtry, kolana i deformacje przewodów. W nowych instalacjach najczęstszą przyczyną kłopotów jest oszczędność na średnicach oraz prowadzenie rur z dużą liczbą zmian kierunku. Warto pamiętać, że rury z tworzyw sztucznych opisuje się średnicą zewnętrzną, a złączki zaprasowywane i kształtki wtapiane dodatkowo zmniejszają przekrój wewnętrzny - rura 16 mm o średnicy wewnętrznej niespełna 12 mm nie obsłuży dwóch punktów poboru jednocześnie.

W instalacjach starszych, wykonanych z rur stalowych ocynkowanych, dochodzi zarastanie przekroju osadami. Proces przebiega nierównomiernie i najszybciej postępuje na odcinkach ciepłej wody oraz w miejscach połączeń gwintowanych. Czyszczenie takich rur nie daje trwałego efektu, więc jedynym rozwiązaniem pozostaje wymiana najbardziej obciążonych odcinków.

Zanim jednak sięgniemy po poważniejsze prace, sprawdzamy filtr mechaniczny na wejściu do instalacji. Zatkany wkład lub siatka to najczęstsza i najtańsza w usunięciu przyczyna spadku ciśnienia w całym budynku, a przy wodzie z sieci o zmiennej jakości wymaga to kontroli co kilka miesięcy.

Hydrofor przy zasilaniu z sieci wodociągowej

Jeżeli pomiary potwierdzają, że przyłącze zapewnia zbyt niskie ciśnienie, a dostawca wody nie widzi możliwości jego podniesienia, pozostaje podwyższenie ciśnienia we własnym zakresie za pomocą zestawu hydroforowego z pompą i zbiornikiem.

Taka sytuacja została wprost przewidziana w przepisach. Zgodnie z § 114 ust. 2 rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jeżeli minimalnego ciśnienia 0,05 MPa nie można uzyskać z sieci wodociągowej z powodu stale lub okresowo występującego zbyt niskiego ciśnienia, w budynku należy zastosować urządzenia techniczne zapewniające wymaganą wielkość. Obowiązek doposażenia instalacji spoczywa więc na właścicielu budynku, a nie na przedsiębiorstwie wodociągowym - z zastrzeżeniem, że dostawca odpowiada za usterki po swojej stronie wodomierza. Warto to rozstrzygnąć na etapie odbioru przyłącza, ponieważ przy okresowych niedoborach ciśnienia trudno później wskazać jedną przyczynę.

Kluczowe jest przy tym ograniczenie formalne: przedsiębiorstwa wodociągowe co do zasady nie dopuszczają bezpośredniego zasysania wody z sieci, ponieważ pompa obniżałaby ciśnienie u pozostałych odbiorców i groziła wtórnym zanieczyszczeniem. Prawidłowe rozwiązanie polega na napełnianiu zbiornika zapasowego z przerwą powietrzną, z którego wodę pobiera pompa zasilająca instalację. Wymaga to miejsca w budynku i podnosi koszt inwestycji, ale jest jedynym wariantem zgodnym z warunkami przyłączenia. Niezależnie od układu na przyłączu musi znajdować się zawór antyskażeniowy zabezpieczający sieć przed cofnięciem się wody.

Zestawy hydroforowe z pompą wirową i zbiornikiem 24–50 l kosztują 900–2000 zł. Alternatywą są urządzenia ze sterowaniem elektronicznym i falownikiem, które płynnie dostosowują obroty do rozbioru i utrzymują stałe ciśnienie bez wyczuwalnych wahań; ich ceny zaczynają się od 1800 zł i sięgają 4000 zł w wersjach z pompą wielostopniową.

Zbiornik przeponowy wymaga kontroli

W zestawach z klasycznym zbiornikiem hydroforowym o poprawną pracę układu decyduje ciśnienie poduszki powietrznej za membraną. Powinno ono być o 0,2–0,3 bara niższe od ciśnienia załączenia pompy i wymaga sprawdzenia manometrem samochodowym raz w roku, przy opróżnionym zbiorniku. Ubytek powietrza objawia się bardzo częstym załączaniem pompy przy niewielkim poborze wody, co szybko prowadzi do awarii silnika. Uzupełnia się je zwykłą pompką przez zaworek w obudowie zbiornika.

Studnia jako źródło ograniczeń

Przy zasilaniu z własnej studni spadek wydajności rzadko wynika z samej pompy. Częstszą przyczyną jest zamulenie filtra studziennego, obniżenie zwierciadła wody w okresach suszy albo zapowietrzenie przewodu ssawnego w studniach kopanych. Wymiana pompy na mocniejszą nie pomoże, jeżeli wydajność samej studni jest niższa niż wydajność urządzenia - pompa zacznie wówczas zasysać powietrze i pracować cyklicznie, z ryzykiem uszkodzenia. Rzeczywistą wydajność studni ustala się na podstawie próbnego pompowania i to ona wyznacza górną granicę możliwości instalacji.

Zestawy hydroforowe: GP-JEXM oraz 1GP H/1GP Presscomfort. (fot. EBARA Pompy Polska)

Problem dotyczy jednego punktu poboru

Gdy pozostałe baterie w domu działają prawidłowo, przyczyny szukamy w obrębie kilku ostatnich metrów instalacji. Kolejność czynności jest zawsze podobna i w większości przypadków kończy się na pierwszym lub drugim punkcie.

Zaczynamy od perlatora na wylewce. Odkręcamy go i sprawdzamy strumień bez niego - jeżeli wypływ jest prawidłowy, wystarczy usunąć osady z siatki, mocząc ją w roztworze kwasku cytrynowego lub octu. Następnie sprawdzamy siteczka w wężykach przyłączeniowych baterii, które wychwytują zanieczyszczenia z instalacji i po pracach hydraulicznych bywają całkowicie zablokowane opiłkami. Kolejne w kolejności są zaworki kątowe pod umywalką, nierzadko pozostawione w położeniu częściowo przymkniętym, oraz zawór odcinający na zasilaniu danej części instalacji.

Osobnym przypadkiem są baterie termostatyczne, które wymagają zbliżonego ciśnienia wody zimnej i ciepłej. Jeżeli jedno z zasilań jest wyraźnie słabsze, głowica termostatyczna nie utrzyma nastawionej temperatury i będzie ograniczać przepływ silniejszego obiegu. Objawia się to słabym strumieniem przy jednoczesnym poprawnym działaniu zwykłej baterii w tym samym pomieszczeniu.

W instalacjach z ciepłą wodą podgrzewaną przepływowo w kotle dwufunkcyjnym typowym zjawiskiem jest zmiana intensywności wypływu po odkręceniu drugiej baterii. Kocioł ogranicza wtedy przepływ, by utrzymać nastawioną temperaturę, i jest to normalna cecha tego sposobu przygotowania ciepłej wody, a nie usterka. Podobne objawy na instalacji wody zimnej wskazują już jednak na zmniejszenie przekroju rur lub przymknięty zawór.

Uwagi wymagają też elektryczne podgrzewacze przepływowe i pojemnościowe w wersji bezciśnieniowej. Pierwsze uruchamiają się dopiero po przekroczeniu progowego przepływu, więc przy zbyt niskim ciśnieniu w instalacji nie zaczną grzać. Drugie muszą współpracować wyłącznie z przeznaczoną do nich armaturą - podłączenie zwykłej baterii kończy się rozszczelnieniem zbiornika.

Wymagania urządzeń sanitarnych

Standardowe baterie umywalkowe i zlewozmywakowe nie stawiają instalacji szczególnych wymagań - wystarcza wydajność na doprowadzeniu na poziomie około 8 l/min przy ciśnieniu nie mniejszym niż 1,5 bara. Problem pojawia się dopiero przy armaturze o rozbudowanej funkcji natrysku, którą coraz częściej wybiera się do łazienek w nowych domach, nie sprawdzając wcześniej, czy instalacja ją obsłuży.

Przykładowe wymagania:

• Deszczownica o dużej powierzchni sitka: 20–30 l/min
• Panel natryskowy z dyszami do hydromasażu: 3–4 bary ciśnienia dynamicznego
• Pralka i zmywarka: zwykle od 0,5 do 10 barów, według karty produktu
• Elektryczny podgrzewacz przepływowy: przepływ progowy 2,5–3 l/min i ciśnienie co najmniej 1 bar

Zestawienie tych wartości z wynikiem własnego pomiaru pozwala uniknąć najkosztowniejszego błędu, jakim jest zakup armatury wymagającej parametrów nieosiągalnych w danym budynku. Jeżeli deszczownica ma pracować w domu zasilanym z przyłącza o wydajności 12 l/min, żadna regulacja ani wymiana baterii tego nie zmieni - konieczna jest modernizacja zasilania albo wybór modelu o mniejszym zapotrzebowaniu na wodę.

LOFT - zestaw natryskowy z baterią natryskową. (fot. Valvex)