Большинство жителей частных домов или владельцев дач сталкивается с вопросами добычи воды или водоотведения. Для удобного проживания или комфортного дачного отдыха водяной насос для дома необходим.
Сферы применения
Область использования таких устройств достаточно обширна:
Также водяные насосы помогают в случаях, когда напора воды недостаточно для нормального функционирования водопровода.
Принцип работы
Принцип работы у водяных помп разных модификаций особо не отличается, однако конструкция и комплектация имеет свои нюансы.
При низком давлении вода переходит в специальный вакуумный отсек, откуда по патрубку мощным потоком вливается в шланг или трубу. Чтобы преодолеть сопротивление гидравлики, система должна обладать достаточной мощностью, чтобы давление было оптимальным для полноценной работы.
Разница в конструкции определяется способом создания вакуума:
По расположению, относительно «зеркала» воды, также отличаются.
Выделяют две группы:
Популярностью пользуются дренажные, скважинные, колодезные модели и мотопомпы.
Плюсы центробежных вариантов
Широкая сфера применения делает такую конструкцию универсальной для применения как в частном доме, так и в промышленных масштабах. Основной принцип работы состоит в движении воды и создании напора с помощью центробежной силы. Специальные вращающиеся элементы захватывают и как бы прижимают воду к стенкам помпы, после чего происходит выброс через входное отверстие.
В магазинах предложен большой ассортимент центробежных моделей:
Преимущества центробежного насоса:
Единственный минус центробежного насоса – возможность работы только с чистой водой, поэтому его нужно беречь от попадания примесей.
Консольный центробежный вариант
Один из распространенных типов для водоснабжения частного дома или дач. Одноступенчатые модели подходят для работы с жидкостями, содержащими твердые примеси небольшого размера. Многоступенчатые помпы, помимо выполнения основной функции, создают мощный водяной напор.
Поверхностные вихревые
Такой вид водяных насосов применяют для повышения напора в системе и отопления, что делает его пригодным также и для пожаротушения. Из-за высокого шумового фона такой тип помпы лучше использовать в техническом помещении. Принцип их работы заключается в создании водяной воронки (вихря) при помощи специального колеса.
По сравнению с центробежным типом, вихревая модель дает более мощный напор и при этом отличается габаритами. Также плюсом можно назвать его устойчивость к попаданию воздуха в систему. Но есть и недостаток – конструкция чувствительна к примесям, в том числе и мелким, их попадание в большом количестве обычно приводит к выходу из строя.
Вибрационный
При подаче тока на обмотку магнита, он притягивает специальный якорь, который затем возвращается в исходную позицию.
Давление понижается, и вода без труда попадают в гидравлическую систему. Когда давление повышается, жидкость выходит через патрубок. Бесперебойная подача обеспечивается диафрагмой. Всего лишь за 1 секунду происходит около 100 колебаний якоря и поршня.
В процессе работы, вода выталкивается, из-за возникающих вибраций, через патрубок в общий трубопровод. Эта модель пользуется популярностью за счет отсутствия вращающихся элементов, благодаря чему такое оборудование работает дольше. Есть и небольшой минус — невозможность установки в скважинах маленького диаметра.
Глубинный погружной
При большой глубине колодца или скважины, с которыми не справляются поверхностные модели, используют погружные устройства, установленные непосредственно в самом источнике. Такое устройство изготовлено из антикоррозийного материала, например, из нержавеющей стали. Мотор устройства охлаждается за счет прогоняемой жидкости.
Дренажный
Сфера применения этой модели – откачка сточных вод, в том числе и жидкости с крупными включениями.
Имеет следующие преимущества:
Фекальный дренажный насос необходим на дачном участке или в частном доме. Он имеет подходящие технические характеристики для непрерывной работы в канализационной системе.
Циркуляционный
Для усиления давления в отопительной системе, с целью экономии электроэнергии, используют циркуляционную помпу. Он также дает возможность регулировки параметров отопления.
У большинства моделей предусмотрены возможность регулировки частоты вращения основного вала, что приводит к понижению энергозатрат, шума и увеличению срока службы. Частое обслуживание не потребуется, при правильном подборе модификации.
Ручной насос
Отличное решение для мест, где отсутствует электричество. Прокачка воды, в данном случае, происходит за счет движения поршня. Большинство из ручных помп имеют двухстороннее действие, поэтому холостого режима нет.
Это простая конструкция долговечна и не требует особых навыков в обслуживании. Плюсом является дешевая стоимость мини-насоса. Его целесообразно использовать там, где нет подключения электроэнергии или же нет необходимости в прокачке большого объема воды.
На что стоит обратить внимание при выборе водяного насоса:
Для обеспечения нормальной работы автономного водоснабжения, значение имеет и максимальный напор насоса. Эта величина равна высоте уровня воды, на которую способно поднять ее устройство. Такая характеристика необходима для точного расчета проекта водоснабжения, отопления или водоотведения.
Выбор по назначению
Выбор модели зависит от сферы использования, вот несколько вариантов применения водяного насосного оборудования:
Погружные помпы, хоть и оснащены защитой от работы вхолостую, требуют монтажа без контакта с дном водоема и с уровнем воды наверху более 1 метра. Связаны такие условия с изменениями сезонного уровня воды в колодце или скважины и необходимостью дополнительного охлаждения механизма.
Первые признаки поломки устройства
Даже самое дорогое оборудование рано или поздно выходит из строя. Это может быть связано с длительным сроком эксплуатации, неблагоприятной рабочей средой или сбоями в системах водоснабжения или электросети. Вот несколько признаков того, что водяному насосу требуется ремонт:
Чтобы избежать затрат на ремонт или замену оборудования, необходимо регулярное профилактическое обслуживание (диагностика состояния, чистка при необходимости). В числе распространенных ошибок, приводящих к поломке насоса – ошибки при монтаже системы водоснабжения, работа оборудования в экстремальных условиях.
Источник: krrot.net
Устройство станции
Водонапорные перекачивающие станции представляют собой комплекс устройств и агрегатов, позволяющих выполнять функцию водоснабжения с подъемом жидкости на достаточную высоту. Основу силовой начинки представляет электродвигатель, в состав которого входит статор, роторный механизм и конденсаторный короб. Как правило, в бытовых моделях используется однофазный асинхронный двигатель. Обязательным дополнением для него выступает и защитная система в виде теплового реле на обмотке статора – оно предохраняет устройство от перегревов. Вторым важным компонентом можно назвать насосную часть. Она включает в себя интегрированный эжектор и рабочее колесо, хотя конфигурации данного наполнения могут меняться в зависимости от модели.
Для корпуса производители чаще всего используют нержавеющую сталь или чугун. Синтетические материалы применяются реже, но на рынке можно найти и модификации в стеклополипропиленовой оболочке. Не всегда базовое устройство водонапорной станции предусматривает наличие гидроаккумулятора, но для защиты оборудования от гидроудара его наличие рекомендуется учитывать – хотя бы в качестве опционального дополнения. Это касается систем, которые планируется использовать для комплексного водоснабжения дома и участка с несколькими точками потребления. Стоит отметить и электротехнические коммуникации, которые обычно представлены питающей сетью, обеспеченной заземляющим контактом, розетками и штепсельной вилкой.
Принцип работы
Станция обеспечивает подъем воды из колодезного или скважинного источника. В процессе работы осуществляется перекачивание жидкости через всасывающий шланг при оптимальном давлении, которое регулируется с помощью управляющего реле с гидробаком. В отличие от скважинных насосов, работа водонапорной станции строится на принципе центробежного усилия, при котором обслуживаются два контура. Один из них направляется непосредственно в место водозабора, а другой – к потребителям с возможностью распределения по коллекторному узлу и поддержкой циркуляционных насосов.
При установке агрегата важно учитывать, что процесс всасывания более трудоемкий по сравнению с последующей подачей воды к целевому объекту. Поэтому рекомендуется располагать оборудование как можно ближе к источнику. Также стоит подчеркнуть важность функции гидроаккумулятора. Он выполняет роль буферного накопителя или расширительного бака. Маломощная водонапорная станция для дачи, работающая со скважиной глубиной не более 8 м, может и обойтись без этого дополнения. Но в полноценных системах водоснабжения присутствие гидробака страхует коммуникации от перепадов давления. Резервуар с водой при необходимости выступит временным источником жидкости, обслуживание которого будет производиться при нормальном уровне давления, безопасном для техники. То есть емкость сглаживает перепады давления, возникающие при включении насоса или введении дополнительных контуров водоснабжения.
Система управления
Современные станции для перекачивания воды характеризуются наличием систем автоматизированного управления и контроля. Но также встречаются модели с полуавтоматическим и дистанционным управлением. В каждом случае задача регулирующего комплекса заключается в контроле состояния запорной арматуры и электродвигателя. Практически без участия оператора обходятся автоматизированные водонапорные насосы. Станции такого типа поддерживают возможность управления рабочими механизмами посредством программируемых режимов. Распределительная сеть полностью контролируется блоком управления, сопряженным с реле, манометрами, и в некоторых случаях — с поплавками. В частности, автоматика позволяет регулировать залив насоса, задвигать и открывать клапаны, включать и отключать гидробак, вводить в действие защитные электротехнические механизмы и в случае прекращения питания переводить систему на резервное энергоснабжение.
В случае с полуавтоматическими станциями перечисленные выше операции преимущественно выполняются вручную. Системам автоматического контроля поручаются в основном защитные механизмы, которые должны срабатывать в непредвиденных аварийных ситуациях. Дистанционное управление тоже нередко используется в обслуживании водонапорных станций домашнего назначения. Отличительной чертой подобных систем является возможность удаленного контроля функций насоса. Даже если владелец не находится дома, он может по сетевому каналу передачи данных связаться с управляющей панелью и задать нужные параметры работы оборудования.
Дополнительный функционал
Для полноценной эксплуатации насосной станции производители предлагают разные исполнительные и защитные механизмы. К примеру, интеграция чувствительных измеряющих элементов позволяет давать той же автоматике сигналы неэлектрических величин, в результате чего принимаются решения об изменении положения запорной арматуры. Также могут применяться преобразователи, усилители и релейные механизмы, взаимодействующие с рабочей средой и фиксирующие показатели внешних условий.
о могут быть и простейшие манометры с температурными измерителями, и сложные датчики, подающие сигналы о возможных электротехнических перегрузках системы. Например, водонапорная станция для частного дома может обеспечиваться сенсорами, подключенными к электроприводам вентилей, дозаторов, задвижек и транспортеров. В комплексе данная телемеханика как раз и обеспечивает контроль работы станции, с высокой точностью фиксируя малейшие отклонения от нормативных параметров.
Подготовка к монтажным работам
Для правильной установки агрегата требуется соответствующий проект, в котором будут учтены потребности в объемах водоснабжения, составлена оптимальная схема размещения контуров подачи воды и ее распределения. Сам пользователь должен заранее предусмотреть и место размещения оборудования, к которому предъявляются особые требования. Желательно располагать насос в специальном помещении: хозблоке, сарае или на крытой площадке, к которой будут подведены коммуникации. Главное, чтобы гидроаккумулятор был защищен от низких температур, иначе риск поломки значительно возрастет. Уже при температуре 0 °С вода может замерзнуть в баке, из-за чего корпус лопнет. Само место установки должно быть ровным и не подверженным вибрациям.
Если подбирается водонапорная станция для дома, то можно расположить агрегат в подсобке. В этом случае не потребуется дополнительная теплоизоляция поверхностей помещения. Также следует заранее предусмотреть возможность подключения стабилизатора напряжения. Это особенно касается удаленной сельской местности или дачных поселков, где часто случаются скачки напряжения. В целях защиты от короткого замыкания подготавливается и автомат, регулирующий перегрузки. Далее можно переходить к монтажу оборудования.
Инструкция по установке
В первую очередь прокладывается водопроводная линия от места забора воды к точке размещения станции. На месте установки необходимо соединить насос и гидроаккумулятор при помощи комплектного шланга. Если резервный бак приобретался отдельно, то может потребоваться применение адаптеров, так как диаметры входных отверстий не всегда совпадают. Если производится установка водонапорной станции поверхностного типа, то окончание шланга, опускаемого в воду, необходимо обеспечить обратным клапаном. Это предотвратит риск возвращения воды из перекачивающего контура в скважину или колодец. Кроме того, обратный клапан требуется для защиты водопровода от образования воздушных пробок.
Нередко водонапорная станция для дома оснащается и дополнительными фильтрационными устройствами уже на выходе к месту потребления. Фильтры тонкой конечной очистки не только устраняют механические включения и взвеси, но также могут обогащать жидкость полезными ионами. И напротив, с обратной стороны контура, в точке всасывания воды из скважины, целесообразно предусматривать очищающие оголовки, которые на первичном этапе забора не допустят прохождение грязи и песка.
Инструкция по введению насоса в эксплуатацию
После завершения монтажных работ и подключения агрегата к защитным электротехническим устройствам можно приступать к пуско-наладочным мероприятиям. Следует проверить состояние оборудования, его герметичность и надежность соединений с коммуникациями. Чтобы на первом же сеансе эксплуатации был предотвращен риск сухого хода, необходимо наполнить корпус водой.
Также следует убедиться, что насос имеет оптимальное для работы давление. Как правило, этот показатель составляет 1,5 атм. После включения гидроаккумулятор должен будет наполниться водой, после чего автоматический регулятор сам отключит подачу избыточной жидкости. Дальнейшая работа будет осуществляться в попеременном режиме, в зависимости от интенсивности потребления воды. По мере опустошения или наполнения гидробака система запускает или выключает подачу ресурса. На случай длительного простоя рекомендуется демонтировать водонапорную станцию. Инструкция указывает, что перед хранением из гидроаккумулятора и насоса воду необходимо слить. Это же касается и всего водонапорного канала, если его не планируется использовать. Для зимнего времени это правило особенно актуально, так как есть риск промерзания коммуникаций и оборудования, наполненного жидкостью.
Неисправности и их устранение
Наиболее частой проблемой при эксплуатации водонапорных агрегатов с электронасосами является недостаток сетевого напряжения. В этом случае станция может не включаться или работать со сбоями. Решать подобные проблемы следует путем проверки электросети, коммуникаций энергоснабжения или функции защитных систем. Например, заблокировать включение насоса может и некорректно работающая тепловая защита при том, что сеть обеспечивает достаточное напряжение. Может потребоваться ремонт водонапорной станции с заменой насосного вала. Данный компонент блокируется в результате загрязнений, и если обнаруживаются признаки деформации, то его следует обновить.
Если же станция стабильно функционирует, но подачи воды нет, то с большей вероятностью имеют место проблемы с завоздушиванием контуров. Такие явления происходят, если не был полностью выпущен воздух из корпуса насоса или произошло завоздушивание всасывающей линии. Соответственно, потребуется проверка контуров на отдельных участках и выпуск воздушных масс через ниппель. Бывает, что водонапорная станция произвольно включается и отключается. Если электросеть работает исправно и нет признаков завоздушивания, то проверять нужно будет мембрану гидробака и коммуникации на предмет попадания крупного предмета, который мог заблокировать линию подачи воды и привести к автоматическому отключению оборудования.
Производители станций
Производителей водонапорного оборудования для дома можно подразделить на две группы: премиальные изготовители высококачественного функционального насоса и бюджетные фирмы, которые предлагают недорогие, но нередко качественные решения. К первой группе можно отнести такие компании, как «Грундфос», «Метабо» и «Гардена». Например, модель 3000/4 Classic от производителя «Гардена» обеспечивает водоснабжение двухэтажного дома, позволяя владельцу полностью перекладывать управляющие функции на автоматику. В бюджетном сегменте выделяется водонапорная станция от российского изготовителя «Калибр» в модификации СВД-160/1,5. Данный агрегат ценят и владельцы небольших загородных домов, и рядовые дачники, использующие оборудование для орошения участка.
Заключение
Возможности насосных станций существенно облегчают решение задач водоснабжения в условиях, когда нет традиционных вариантов организации подобной коммуникации. Но важно учитывать, что высокая производительность данного оборудования не всегда соответствует скромным нуждам пользователей. Например, водонапорная насосная станция с возможностью подъема и доставки воды на 10-15 м едва ли себя оправдает в случае, когда планируется покрывать нужды 1-2 потребителей на дачном участке. Безусловно, такой агрегат в полной мере справится с нагрузками, но при этом он будет затрачивать гораздо больше энергоресурсов, чем обычный погружной насос. Поэтому, перед тем как приступить к выбору водонапорного комплекса, будет не лишним оценить потенциальный объем расхода с точки зрения его соответствия той или иной мощности оборудования.
Источник: www.syl.ru
Что такое погружной колодезный насос, его достоинства и область применения
В отличие от скважин, колодцы имеют невысокую глубину залегания до 15 метров, если при их устройстве используют бетонные кольца, а также глубиной до 25 метров и более в конструкциях пластиковых колодцев со стенками из высокопрочных гофрированных полиэтиленовых труб (Корсис).
Для водозабора из колодцев при расстоянии водного зеркала от поверхности менее 9 метров широко применяют поверхностные водопроводные насосы или насосные станции центробежного принципа действия с автоматикой, отличающиеся бюджетной стоимостью и простотой эксплуатации. Если статический уровень источника водоснабжения больше 9 метров, или он опускается при водозаборе на большую глубину (динамический уровень), приходится использовать в колодце погружной электронасос.
Главное отличие погружных видов от поверхностных – водяное охлаждение электродвигателя, если агрегат не опущен в жидкость, он быстро выходит из строя (перегорает обмотка), когда отсутствует встроенная защита от перегрева или автоматика отключения при холостом ходу.
Основной параметр погружных видов – высокие напорные характеристики, позволяющие подавать воду на большие расстояния при удаленном расположении источника от дома.
Специально предназначенные для водозабора из колодцев центробежные электронасосы оснащены поплавковыми выключателями, предотвращающими их работу при понижении водного уровня в источнике до определенных границ.
Рис.2 Схема домашнего водоснабжения с водозабором из колодца электронасосом Джилекс
Погружной колодезный насос для систем индивидуального водоснабжения при бытовом использовании может выполнять следующие функции:
- Производить водозабор для снабжения частного дома с глубин более 9 метров, обеспечивая объем подачи в широких пределах.
- Подавать воду на поверхность для полива, с его помощью можно наполнять бочки, цистерны и различные емкости водой, которой после прогрева на воздухе поливают огород. Если на участке организован капельный полив, с помощью погружного электронасоса можно наполнять цистерну большого объема и отключать его поплавковым выключателем, установленным на стенках емкости, при заполнении.
- Погружной колодезной помпой можно наполнять бассейны, искусственные водоемы, пруды или откачивать из них воду.
- В критических ситуациях при затоплении во время весеннего паводка подземных подвалов, гаражей, погребов и других помещений, электронасосом можно откачать воду, если она не сильно загрязнена, или установить на его всасывающий патрубок самодельный фильтр, препятствующий попаданию частиц грязи в рабочий механизм.
- Погружным электронасосом можно сразу залить теплоноситель в систему отопления непосредственно из колодца или бочки, с необходимым для ее работы давлением около 1,5 бара, или наполнить с его помощью расширительный бак, расположенный на чердаке дома.
- Некоторые виды погружных насосов (вибрационные, винтовые) эффективно используют для борьбы с заиливанием источников водоснабжения – для этого агрегат отпускают в колодец на небольшое расстояние от дна и с его помощью выкачивают замутненную жидкость.
Колодцы собирают воду из неглубоких водяных пластов (верховодка), и рассчитаны на применение механических средств подачи с помощью ворота и ведра. Если на участке планируют производить водозабор воды для постоянного снабжения жилого дома с помощью электронасоса, намного проще и дешевле пробурить неглубокую абиссинскую скважину (многие производят бурение своими руками) и использовать ее в качестве водного источника. Использование колодца оправдано лишь в том случае, если на участке полностью отсутствует или часто пропадает электроэнергия.
Рис. 3 Колодезный электронасос для водоснабжения дома в источнике
Какие бывают типы и виды погружных колодезных насосов
До водозабора из колодцев используют бытовые погружные электронасосы, отличающиеся от промышленных агрегатов более скромными техническими характеристиками. Так как глубина большинства колодцев не превышает 15 метров, напорные параметры рассчитаны в основном на подачу жидкости в горизонтальном направлении и поддержание необходимого давления в системе.
Объем подачи всасывающими устройствами зависит от их принципа действия, большинство агрегатов способны доставить необходимое количество воды семье минимум из 3 человек, верхний предел бытовых устройств может доходить до водообеспечения нескольких семей в двух- или трехэтажном доме.
Вибрационные
Вибрационные помпы выпускаются отечественным производителем еще с советских времен, и с тех пор не претерпели существенных конструктивных изменений. Все отечественные модели, их китайские и белорусские аналоги имеют абсолютно одинаковую конструкцию и технические характеристики.
Исключением является украинский Водолей с двухклапанной системой (существуют и трехклапанные модели) и более высокими показателями объема прокачки. Вибрационную помпу располагают в источнике воды вертикально, подвешивая за трос, основными ее узлами являются:
- Корпус. Состоит из двух половин, соединяемых между собой болтами с гайками. В верхней корпусной части размещен выходной патрубок и сделаны проушины для крепления металлического троса, если используется устройство с верхним водозабором, в нем располагаются входные отверстия и центральный винт для крепления обратного клапана.
При стандартном нижнем заборе жидкости всасывающие отверстия и клапан расположены внизу на торце нижней половины корпуса. Для герметизации соединения двух корпусных частей между ними располагается эластичная прокладка, одновременно снижающая возникающие вибрации. - Электрическая часть. В вибрационной модели основным исполнительным механизмом является электромагнитная катушка с обмоткой из медного провода. Она собрана из стальных пластин (электротехническая сталь), устанавливается в верхнюю или нижнюю половину корпуса (зависит от расположения водозаборных отверстий) и заливается эпоксидным компаундом, к ее торцам плотно примыкает массивный стальной якорь со штоком на конце.
- Насосная часть. Основным элементом всасывающей части электронасоса является обратный клапан на крышке и эластичный поршень, расположенный на штоке якоря, рабочая камера отделена от электрической части эластичной демпферной мембраной.
Рис. 4 Вибрационные помпы
Принцип работы вибрационной помпы довольно прост: при подаче на обмотку катушки переменного напряжения частотой 50 герц, находящийся на малом расстоянии от ее торцов якорь начинает совершать возвратно-поступательные движения с такой же частотой. Колебания через шток передаются на поршневой диск, который при возвратном движении втягивает жидкость в рабочую камеру через входные отверстия и открытый обратный клапан.
При поступательном движении жидкость внутри рабочей камеры толкает эластичный диск обратного клапана в том же направлении, и он перекрывает заборные отверстия. Так как выход воды в источник перекрыт, она поступает в выходной патрубок под давлением и подается наружу.
Вибрационные устройства предназначены для прокачки небольших объемов жидкости, по производительности – это насосы для полива и хозяйственных нужд, их максимальный предел 1,5 кубических метра в час при высоте подъема жидкости (напоре) до 80 метров.
Вибрационные помпы в основном используют в быту для следующих хозяйственных нужд – полива, заполнения расширительного бака или заливки теплоносителя в системы отопления, наполнения и откачки воды из бассейнов, искусственных прудов. Благодаря своей конструкции помпы могут работать с загрязненными жидкостями с мелкими частицами, их часто используют для дренажных работ, слива серых стоков в канализацию, очистки колодезных и скважинных источников от заиливания, прокачки скважин.
Основной недостаток вибрационных помп следует из их названия – вибрации корпуса при длительном использовании в водозаборных источниках приводят к заиливанию и более быстрому разрушению бетонных колец колодцев, нарушению герметичности обсадной колонны в скважинах. Вибрационные помпы имеют коэффициент полезного действия (КПД) 30 – 40%, средний срок службы около 5 лет, хотя могут работать и дольше после ремонта или замены крепежных болтов корпуса на нержавеющие перед вводом в эксплуатацию.
Данный вид электронасосов имеет хорошую цену (20 – 25 у.е.) выпускается широким рядом отечественных и зарубежных производителей, на строительном рынке широко представлены популярные в народе бренды Малыш, Ручеек, Водолей, Зубр, Вихрь.
Рис. 5 Вибрационная помпа – устройство
Винтовые
Винтовые (шнековые) агрегаты работают по принципу действия бытовой мясорубки – подача жидкости в напорную трубу происходит при помощи лопастей винта или змеевидным шнеком. Промышленные агрегаты имеют простую конструкцию – на валу помещенного в герметичный корпус электродвигателя закреплен втягивающий жидкость через торцевое входное отверстие рабочий винт, выталкивается вода через боковой патрубок в корпусе.
Бытовые образцы конструктивно устроены немного иначе – водозабор происходит через сетчатую диафрагму, размещенную на боковой стенке электронасоса, при этом электродвигатель находится внизу, а вал с закрепленным шнеком в верхней половине корпуса.
Попадающая на винтовой шнек вода при его вращении выталкивается в выходной патрубок, расположенный в верхней крышке прибора, там же размещены и проушины, за которые электронасос подвешивают при опускании в колодец. Во многих бытовых моделях винт не прилегает к стенкам корпуса, а находится в пластиковой обойме, вращаясь внутри которой он выталкивает воду.
КПД бытовых винтовых насосов доходит до 50%, они могут работать с вязкими жидкостями (перекачка нефти в нефтегазовой промышленности), поэтому при бытовом использовании многие считают, что винтовые модели могут без ущерба для себя прокачивать воду с песком. Данное мнение неверно, песок царапает винт и пластиковую обойму, приводя к их быстрому износу, при необходимости в торговой сети можно приобрести резиновую обойму, менее подверженную истиранию.
На строительном рынке не так много винтовых моделей от ведущих зарубежных производителей насосного оборудования, наиболее широко представлены отечественные бренды Беламос, Вихрь, Unipump ECO VINT, встречаются импортные Aquatica, Werk, Vodotok, Sprut. Винтовые виды бытовых электронасосов могут подавать воду объемом до 15 м.куб./ч. при напоре около 100 м.
Рис. 6 Винтовые насосы – конструкция и внешний вид
Вихревые
В вихревых погружных насосах забор и выталкивание воды происходит с помощью одного рабочего колеса с лопатками, которое расположено в верхней части вертикально подвешенного корпуса рядом с выходным патрубком. Для снижения гидравлических потерь в конструкции предусмотрено очень малое расстояние между боковой гранью диска вихревого колеса и рабочей камеры – это делает невозможной работу вихревых устройств в среде с частицами песка.
Особенность вихревых видов, используемых в промышленности – возможность перекачки жидкостей с высоким содержанием газов, КПД бытовых агрегатов редко превышает 50%.
Устройства вихревого типа обладают неплохими напорными характеристиками (высота подъема жидкости достигает 100 м.) и средними объемами прокачки (около 5 м.куб./ч.).
Хотя вихревые электронасосы редко используются в быту, на рынке встречаются модели Беламос ТМ, Sprut, Вихрь, NeoClima, Pedrollo Davis.
Рис. 7 Вихревой погружной насос – конструкция и внешний вид
Центробежные
Центробежные виды являются безусловными лидерами в бытовом использовании среди других типов электронасосов, практически все поверхностные модели имеют центробежный принцип действия, они входят в состав бытовых насосных станций.
Такого распространения центробежные устройства добились благодаря следующим свойствам:
- Их коэффициент полезного действия (КПД) – наивысший из всех аналогов, в крупногабаритных промышленных агрегатах он достигает 92%, в бытовых моделях доходит до 70%.
- Конструктивно рабочая камера выполнена таким образом, что жидкость поступает в центральную часть центробежного колеса, а выталкивается наружу через боковой патрубок. Это позволяет делать многоступенчатые центробежные устройства, в которых выталкиваемая жидкость подается на ось следующего колеса, еще больше повышающего ее давление.
Благодаря использованию нескольких центробежных колес с отдельными рабочими камерами (ступенями), удается получить в системе параметры напора, в разы превышающие показатели другого насосного оборудования, (в бытовых моделях напор не превышает 300 м). - Центробежные виды способны прокачивать жидкость в больших объемах при высоком напоре, при бытовом использовании данный показатель редко превышает 20 м.куб./ч.
- Агрегаты центробежного типа менее подвержены воздействию мелких частиц песка на рабочий механизм, их повсеместно используют в песчаных скважинах, выбирая модель для работы с подходящим размером частиц, указанном в паспорте.
- Существенным преимуществом центробежных видов является высокая оснащенность автоматикой, ведущие мировые производители насосного оборудования (Grundfos, Pedrollo, Speroni, Dab) снабжают свои приборы блоками с частотным регулированием скорости вращения рабочего колеса. Данная инновация позволяет не только существенно сэкономить электроэнергию при эксплуатации электронасоса (до 50%), но и значительно увеличить срок его службы.
Если перечислять всех производителей центробежных насосов, представляющих свою продукцию на отечественном рынке, список будет довольно объемным, поэтому ограничимся ведущими мировыми производителями, указанными выше. Из отечественных брендов наибольшую известность получили Водолей, Джилекс Водомет, Вихрь, Беламос, Калибр, Unipump.
Рис. 8 Центробежные погружные насосы – конструкция и материалы изготовления на примере Grundfos SBA
Как правильно выбрать и на что обратить внимание при покупке насоса
Решая, какой насос лучше поставить в колодец, необходимо учитывать следующие факторы:
- Стоимость. Стоимость оборудования является главным показателем при выборе подходящей модели, минимальная цена колодезных Grundfos составляет 300 у.е., отечественный Джилекс с аналогичными параметрами можно приобрести в разы дешевле (80 у.е).
- Материал изготовления. В основном корпуса колодезных насосов изготавливают из нержавеющей стали или высокопрочных полимеров, так же из высококачественного пластика делают их рабочие колеса – это уменьшает вес прибора. При покупке следует обратить внимание на китайского производителя – дело в том, что в своих изделиях китайцы вместо медной обмотки используют алюминий с напылением – микс. Это приводит к тому, что при работе из-за более высокого сопротивления алюминия возрастают потери в обмотке, увеличивается нагрев корпуса, падает КПД. Некоторые российские производители тесно связаны с китайскими фирмами, к примеру, оборудование под брендом Вихрь изготавливается на китайских предприятиях и имеет алюминиевую обмотку электродвигателя.
- Назначение насоса. Основные сферы использования насосного оборудования на загородном участке – обеспечение постоянного или временного водоснабжения, полив. При использовании в садово-огородных целях лучше выбрать вибрационный электронасос – его стоимость ниже всех аналогов, он неприхотлив к качеству рабочей жидкости, а временное использование в короткий период не нанесет существенного ущерба скважине или колодцу.
В некоторых случаях вибрационные модели можно использовать и для временного водоснабжения, но при постоянной подаче воды применяют специальные погружные центробежные насосы с поплавковым выключателем для колодцев. - Параметры источника. Модель необходимо выбирать в соответствии с дебитом источника – объем подачи насосного агрегата не должен превышать естественное пополнение водоема водой. Во всех моделях погружных электронасосов указывается глубина погружения под зеркало воды. Так как погружной насос располагается в колодце или скважине на минимальном расстоянии около 0,5 м. от дна, то толщина слоя воды над ним не должна превышать указанный в техническом паспорте параметр.
- Напор. Показатель напора при прямой подаче воды определяется расчетным путем с помощью простых формул, он зависит от протяженности горизонтальных и вертикальных участков водопроводной магистрали и потерь в линии, также учитывается часть, идущая на поддержание давления в системе.
- Размер частиц. Все модели погружных насосов рассчитаны на забор чистой питьевой воды, если в жидкости содержится мелкий песок, подбирают модификацию, допускающую работу с определенным размером частиц, указанном в техническом паспорте.
Рис.9 Технические характеристики насосного устройства Джилекс
- Температура. На отечественный рынок производитель поставляет установки для откачки воды со стандартными параметрами: температура рабочей жидкости до +35 С., окружающей среды до +40 С. – понятно, что такая температура воды не может быть в природном источнике водоснабжения и любое насосное оборудование подходит по этим параметрам.
- Модель. Для колодцев разработаны специальные модели насосов с поплавковым выключателем, отключающих подачу питания на прибор при падении уровня воды в колодце ниже всасывающего фильтра или при определенной отметке (глубину срабатывания поплавка можно регулировать). Данное устройство дублирует реле сухого хода в системе, которое можно устанавливать по желанию потребителя.
Колодезные модели ведущих производителей (Grundfos) оснащают поплавковым забором воды – это позволяет подавать чистую незамутненную воду с поверхности источника, а не с донной области с высоким содержанием частиц песка, при этом не потребуется очистка воды дома от песка. - Другие параметры. Менее важными факторами, на которые следует обратить внимание при выборе устройства, являются длина шнура питания, наличие встроенного обратного клапана, вес и габаритные размеры, длительность гарантийного срока, наличие и расположение ближайших центров технического обслуживания.
Не следует использовать в колодцах электронасосы, предназначенные для забора воды из скважин, даже если они подходят по параметрам. Дело в том, что колодезные насосы рассчитаны на забор воды с небольших глубин (их максимальный напор редко превышает 50 метров), а если использовать скважинный насос с высокими напорными характеристиками на малом напоре, увеличив тем самым объем подачи воды, его КПД будет недопустимо низким.
Насос погружной для водоснабжения – схема подключения
Колодезный насос опускают в источник строго по его центру, чтобы избежать касания поплавком стенок, его привязывают к жесткой поперечной трубе, уголку, металлопрофилю, вставленных в пробитое отверстие в стенках вместе с напорной трубой водопровода. Второй вариант – подвешивание насоса на поперечную опору, расположенную поверх колодезных стенок, более прост, но для подключения к водопроводной линии, расположенной под землей, все равно придется спускаться в колодец. Расчетной точкой установки насоса от поверхности земли является глубина промерзания грунта в зимнее время, вся система водопровода углубляется на расстояние около 0,5 ниже этой отметки.
Для подачи воды в дом обычно используют трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД), специально рассчитанные для использования в системах водоснабжения. Напорная труба присоединяется к электронасосу пластиковым фитингом, ее дальнейшее подключение к водопроводной линии также производят с помощью переходной угловой пластиковой муфты, при подаче в дом с помощью арматуры для ПНД линия легко подключается к внутренней водопроводной системе.
Насосное оборудование подключают по стандартной схеме с использованием реле давления, манометра, гидроаккумулятора (позволяет в системе поддерживать давление), применяя специальную фитинговую сантехническую арматуру ( пятивходовой штуцер). В отличие от скважинных видов, реле сухого хода из автоматики управления можно исключить – погружной агрегат от перегорания обмотки защищен поплавковым выключателем.
Рис. 10 Схемы подключения колодезного электронасоса
Расчет погружного насоса
При покупке погружного насоса основными его показателями являются высота подъема и объем перекачиваемой жидкости. Объем воды, которую должен прокачивать насос, связан с двумя параметрами – дебитом источника и нуждами потребителя. Объемные параметры насоса не должны превышать скорость естественного притока воды в колодце, в противном случае динамический уровень снизится до критического, и поплавковый выключатель отключит насос, прекращая подачу воды. Нужно понимать, что слишком большое превышение объемов подачи воды насосом перед потреблением неэффективно и экономически невыгодно – работа мощного устройства приведет к частым гидроударам, уменьшению времени между циклами включения-отключения и срока службы прибора, лишним тратам электроэнергии.
Расчет колодезного насоса для полива
Редко кто использует только для полива дорогие погружные колодезные электронасосы, предназначенные для обеспечения постоянного водоснабжения, обычно выбирают бюджетные вибрационные агрегаты, имеющие одинаковые характеристики. Так как выбор ограничен, то рассчитывать параметры вибрационный помпы, выбирая подходящую модель, не имеет смысла, если их характеристики одинаковы.
Если планируется поливать из колодца большие площади размером в гектары, то здесь вибрационные насосы малоэффективны, и следует использовать для полива огорода мощные погружные скважинные насосы с высокими напорными характеристиками.
Объем подачи
Расчет производительности насоса для полива производят, используя формулу:
Q = Sп × n / t (л./ч.)
где Sп – площадь орошаемого участка в квадратных метрах;
n – приблизительная норма расхода воды на единицу площади в 1 квадратный метр, данный показатель лежит в диапазоне 3 – 6 литров и определяется видом высаженных культур, погодными условиями, структурой почвы, при расчетах можно выбирать и более высокий показатель;
t – предполагаемое время полива участка в часах.
Для расчетов можно воспользоваться простейшим онлайн калькулятором, но и ручной подсчет отнимет не более минуты, к примеру, для полива участка в 1 сотку (10х10 метров) при норме расхода воды 5 литров на 1 квадратный метр в течение часа понадобится электронасос производительностью:
Q = 100 х 5 / 1 = 500 (л./ч.) или 0,5 м.куб./ч. ( 8 л./мин.)
Рис. 11 Пример онлайн калькулятора
Напор
Рассмотрим определение напора для полива участка из колодца с глубиной погружения насоса в 10 метров от поверхности земли и расстоянии до точки полива в 50 метров, в системе используется гибкий шланг диаметром 16 мм. (5/8 дюйма).
Высота подъема жидкости Н (напор), необходимая для работы системы полива, складывается из следующих составляющих:
Н = Нв + Нг + Нп + Нд (м.)
где, Нв – длина вертикального участка, равна расстоянию глубины погружения электронасоса в колодец от уровня земли;
Нг – длина горизонтального участка трубопровода до точки полива, зависит от диаметра труб, при стандартном сечении в один дюйм 1 метр вертикального столба приравнивают к 10 метрам горизонтального участка.
Нп – гидравлические потери в линии, зависят от количества фитингов, поворотов, тройников, кранов. На показатель влияют и параметры трубопровода от скважины или колодца: материал изготовления, его диаметр (чем меньше, тем больше сопротивление водному потоку), качество трубопровода (шероховатость стенок). Обычно для полива используют гибкие шланги малого диаметра, имеющие значительное гидравлическое сопротивление потоку, для приблизительных расчетов его можно взять равным 25% от общей длины линии при диаметре 16 мм.
Нд – рабочий напор в системе, иногда и расчетах требуется перевод давления из атмосфер в bar. или паскали, для упрощения одну атмосферу считают равной одному бару или 0,1 мПа., для полива берем значение напора в 1,5 бар, что соответствует 15 метрам вертикального водяного столба.
В итоге получаем:
Н = 10 + 5 + 60 х 25 / 100 + 15 = 45 (м.)
Далее по графику напорных характеристик подбираем нужную модель электронасоса, рассматривая каталог изделий выбранного производителя.
Если рассмотреть линейку популярных бытовых электронасосов Джилекс, по требованиям соответствует модели Джилекс Водомет 55/50 и 150/45 (рис. 12, точка 1), однако при использовании в таком диапазоне они будет работать с минимальным коэффициентом полезного действия. Поэтому в быту не используют мощные электронасосы для полива, применяя вместо них маломощные вибрационные модели, наиболее подходящие по параметрам.
Из графика видно, что работа мощных насосов становится эффективной (высокий КПД) при больших объемах прокачки.
Рис.12 Напорные характеристики Джилекс Водомет
Расчет колодезного насоса для водоснабжения дома
При расчете колодезного электронасоса для постоянного водоснабжения индивидуального дома основными результатами полученных вычислений являются высота водного столба и объем перекачиваемой жидкости. Исходными данными служат предполагаемые или рассчитанные объемы водопотребления по таблицам или при помощи онлайн калькуляторов.
Объем потребления
Существуют два основных метода подсчета потребляемого объема воды: первый состоит в вычислении водопотребления каждым проживающим, второй заключается в подсчете общего расхода воды сантехническими приборами. В том и другом случае используют таблицы или онлайн калькуляторы. Показатель среднесуточного потребления воды одним человеком является более значимым в расчетах способности источника поддерживать статический уровень воды при постоянном водопотреблении с определенным объемом.
Основной задачей электронасоса является достаточное наполнение магистрали водой при одновременном включении максимального количества сантехнических приборов, которое может быть использовано проживающими с учетом работающей бытовой техники (стиральной и посудомоечной машин).
Поэтому, когда по таблицам подсчитывают и складывают водопотребление всех сантехнических приборов, это не совсем верно – для удобства индивидуальный жилой дом может содержать несколько санитарных узлов, избыточное количество душевых кабин и ванн, которыми хозяева редко пользуются. Если данная сантехника учитывается при расчетах общего водопотребления, результатом будут избыточные параметры пропускной способности приобретаемого насоса – это приведет к перерасходу электроэнергии и неоправданным финансовым затратам.
Для расчета максимального объема водопотребления в единицу времени семьей из трех человек, проживающих в индивидуальном жилом доме, можно воспользоваться онлайн калькулятором или произвести несложные вычисления вручную. Если взять три источника с наибольшим расходом воды и добавить небольшой объем от бытовой техники (в таблицах указаны значения, которые не следует принимать в расчет – потребление техникой воды не происходит в постоянном режиме), то в результате простых расчетов вручную получим пиковое потребление воды на семью из 3 человек – 2,5 м.куб./ч. Показатель получен при использовании наиболее водоемкого сантехнического оборудования – ванной, при отсутствии таких удобств вполне достаточно подачи воды объемом 2 м.куб./ч.
Рис. 13 Таблица потребления воды сантехническими приборами
Если использовать некоторые онлайн калькуляторы, то мы получим водопотребление в несколько больше, вводя данные посудомоечной и стиральной машины, унитаза, биде, которые выражены в соответствующих другой сантехнике единицах, и по мнению составителей потребляют воду в непрерывном режиме.
Напор
При расчете напора используется формула, приведенная выше для организации полива (Н = Нв + Нг + Нп + Нд), вычисления проводятся по той же методике, основная проблема – расчет гидравлического сопротивления, точнее той части напора, которое понадобится на преодоление участков сопротивления труб.
Также существует таблицы с учетом сопротивлений фитингов, кранов, отводов, тройников и прочих деталей сантехнической арматуры. По онлайн-калькуляторам можно рассчитать гидравлическое сопротивление трубопроводной магистрали заданной длины в зависимости от материала ее изготовления и диаметра. Если магистраль сделана из гидравлически гладких труб ПНД диаметром более 1 дюйма и собрана в соответствии со стандартными нормативами, ее гидравлическое сопротивление можно принять равным 20% от всей длины линии.
К примеру, рассчитаем напорные характеристики погружного насоса, установленного на глубину 10 м, расстояние до дома при этом составляет 50 метров, длина линии в доме 50 метров, 5 метров высота подъема от подвала на второй этаж, наивысшее давление в системе 3 бара. Аналогично рассмотренной выше методике получаем результат:
Н = 10 + (5 + 5) + 5 + 115 х 20 / 100 + 30 = 78 (м.)
По графику напорных характеристик определяем подходящий электронасос, выбор устройства бренда Джилекс для решения поставленных задач нам не подойдет (объем подачи 2,5 м.куб./ч. соответствует 41,6 л./м.)., поэтому его мы не рассматриваем. Соответствующая модель SQ-2-85 есть в линейке оборудования Grundfos (рис. 14, точка 5), с помощью которой можно сделать водопровод с рассчитанными параметрами.
Рис. 14 Напорные характеристики Grundfos
Рекомендации специалистов
Организуя монтаж водопровода своими руками, важнейшей задачей является правильный выбор насосного оборудования, которое должно не только выполнять поставленные задачи, но и работать длительное время без поломок. При его подборе могут быть полезны следующие рекомендации специалистов:
- Лидером по производительности являются центробежные виды, которые оптимально использовать для колодцев – все другие обладают более низким КПД, приводят к заиливанию источника (помпы вибрационного типа), могут работать только с чистой водой (вихревые),также у аналогов отсутствует поплавковый выключатель.
- Для забора воды из колодцев следует использовать только колодезные агрегаты, обладающими низкими напорными характеристиками и высокими объемами прокачки – в этом случае их КПД будет иметь максимальный показатель в отличие от непредназначенных для работы в колодцах скважинных насосов.
- Правильный выбор производителя является главной задачей при покупке насоса. Практически все китайские модели поставляются с обмоткой из алюминия, которая имеет высокое сопротивление и большие потери энергии, приводящие к повышенному нагреву – этот фактор снижает коэффициент полезного действия электронасоса. Отечественные и китайские бюджетные модели неизвестных производителей лучше не использовать – некоторые из них имеют сальниковое уплотнение вала двигателя, которое морально устарело полвека назад и может пропускать при высоком давлении песок и воду (все современные модели имеют торцевое уплотнение с керамическими, графитовыми кольцами или аналогичными материалами).
- Если после расчетов рассматривается модель китайского производителя, то следует учитывать, что ее соответствие указанным в техническом паспорте параметрам отличается на 20% в сторону понижения – поэтому следует выбирать модель с аналогичным запасом по техническим характеристикам.
- Для получения оптимального соотношения цена и качество лучше использовать насосы от итальянского производителя (Pedrollo, Speroni, Dab) – они дешевле Grundfos, выполнены из высококачественных материалов, обладают высокими техническими параметрами.
- Улучшить качество всасываемой из колодца питьевой воды помогут насосы с поплавковым забором из верхнего водяного слоя – в этом случае в жидкости будет отсутствовать песок, находящийся в большом количестве в придонной области, и установка дополнительных фильтров не понадобится.
Рис.15 Колодезные насосы для водоснабжения дома от ведущих производителей Grundfos, Pedrollo, Dab, Karcher
Делая выбор устройства для водозабора из колодца, следует использовать центробежные модели с поплавковым выключателем, специально предназначенные для этих целей – они наиболее подходят по техническим характеристикам. Популярный отечественный агрегат Джилекс Водомет можно приобрести за цену около 100 у.е., импортные аналоги обойдутся в 3 – 5 раз дороже.
Источник: montagtrub.ru