Типы водяных насосов и правила выбора

В быту есть множество задач, которые требуют перекачивания воды. Решить их можно с помощью водяного наcoca. Какого именно насоса и как выбрать подходящий тип насоса — рассказывает эта статья.

Разнообразие видов и конструкций водяных насосов позволяет добывать воду практически из любого искусственного (скважина, колодец) или природного (озеро, речка) источника, а также перекачивать технические жидкости и нечистоты. Современные системы водоснабжения надежны, просты в эксплуатации и даже могут выполнять свои функции без контроля человека. Прежде всего насосы отличаются друг от друга расположением относительно перекачиваемой жидкости. Они бывают:

• погружные (погружаются в воду)
• поверхностные (располагаются на суше и качают жидкость с помощью шланга, погруженного в воду).

Погружные насосы

Погружные насосы работают при частичном или полном погружении в перекачиваемую среду. Для подвода энергии к их электродвигателям спускается специальный электрический кабель. Постоянная работа под водой требует надежной изоляции проводки и управляющей электроники от контакта с водой. В конструкциях погружных насосов используют материалы, не боящиеся воды (нержавеющую сталь и различные полимеры). Двигатель охлаждается перекачиваемой водой, поэтому возможность перегрева при длительной работе практически исключена.

Для водоснабжения индивидуального хозяйства можно использовать два типа погружных насосов: скважинные и колодезные. Еще два типа — дренажные (для откачки воды с крупными механическими примесями) и фекальные (для нечистот) — предназначены для выполнения специфических функций. О них и других специальных насосах мы поговорим в другой раз, сейчас же сосредоточимся на насосах для воды.

Скважинные или глубинные насосы

Скважинные или глубинные насосы

Скважинные или глубинные насосы служат для подъема воды из глубоких артезианских скважин, поэтому отличаются большим напором. Условия эксплуатации таких систем существенно ограничивают размеры и форму корпуса, а также материалы, из которых он изготовлен. Как правило, корпусы скважинных насосов имеют форму цилиндра и сделаны из нержавеющей стали диаметром не более 10 см. Чтобы обеспечить большой напор и высокую производительность, в конструкции приходится использовать многоступенчатую систему всасывания. Скважинные насосы незаменимы там, где воду можно качать только с большой глубины. В этих случаях обычный бытовой агрегат, установленный на суше, не в состоянии обеспечить подачу воды. Действие глубинных насосов основано на том, что гораздо проще создать достаточное для подъема давление воды снизу, чем пытаться, откачивая воздух, тянуть ее сверху.

Колодезные насосы

Колодезные насосы

Колодезные насосы предназначены для отбора воды из колодцев, специальных резервуаров и естественных водоемов. Они не имеют таких жестких ограничений по габаритам, как скважинные, что позволяет им эффективнее использовать возможности двигателя. Системы комплектуют регулируемым поплавковым выключателем, обеспечивающим работу в автономном режиме (если уровень воды опускается ниже места расположения насоса, поплавковый механизм выключает двигатель, чтобы избежать перегрева и работы «всухую»). Следует помнить, что для эффективной работы колодезного насоса под ним должна быть глубина не меньше метра, иначе он начнет всасывать со дна ил и песок, которые быстро выведут его из строя.

Поверхностные насосы

Поверхностные насосы устанавливаются на суше и могут поднимать воду из неглубокого колодца, речки или озера. Собственная высота всасывания у таких насосов не превышает 7-8 м. Однако их можно использовать и для подъема воды с больших глубин, если оснастить агрегат внешним эжектором — специальным устройством, которое надевают на конец всасывающего шланга и опускают в воду вместе с ним. Во время работы насоса часть поднятой жидкости по дополнительному каналу поступает обратно в эжектор, тем самым повышая давление на входе. Благодаря этому вода дополнительно подталкивается снизу. Но у такой системы есть и недостатки: по мере заглубления ее производительность уменьшается, а потребляемая мощность и сложность конструкции, наоборот, увеличиваются. Это приводит к тому, что при глубине более 25 м цена поверхностного насоса с эжектором достигает цены скважинного.

Поверхностный насос для полива сада

Поверхностные насосы, предназначенные для забора воды из источника, называют самовсасывающими (бывают еще так называемые насосы с нормальным всасыванием, которые используют для повышения давления внутри водопровода). Самовсасывающие насосы перед запуском необходимо заполнять водой. Для этого предусмотрено специальное отверстие с пробкой.

Садовые поверхностные насосы с электрическим приводом обычно конструктивно просты, а значит, недороги. Их используют для перекачивания воды как для питья, так и для различных хозяйственных нужд. Недостаток таких насосов заключается в том, что они не могут работать в автономном режиме. Их нужно включать и выключать вручную. А кроме того, приходится постоянно контролировать давление в системе (например, если поливочный шланг будет передавлен, вода перестанет по нему проходить).

Автоматические поверхностные насосы с электроприводом изначально оснащены необходимой автоматикой, которая выключает их, если давление в системе достигло заданного значения. При перегибе шланга и остановке водотока такой насос отключается автоматически, предотвращая перегрузку двигателя. Когда помеха будет устранена и давление в системе упадет, автоматика снова включит агрегат. Автоматический насос, используемый для водоснабжения дома, реагирует на положение водопроводного крана. Как только кран будет открыт, насос сразу начнет работать и автоматически выключится, когда кран закроют. Таким образом достигается бесперебойное водоснабжение в любом необходимом объеме.

Насосная станция

Насосные станции обеспечивают бесперебойное водоснабжение в небольшом объеме. Они состоят из простого садового насоса, реле давления и гидроаккумулятора емкостью не менее 20 л.

Гидроаккумулятор

Гидроаккумулятор представляет собой герметичный баллон, внутренняя полость которого разделена резиновой диафрагмой на два отсека. В один из них закачивают воздух, а в другой отсек насос закачивает воду, сжимая тем самым камеру с воздухом и создавая в баке избыточное давление. Когда давление воды в системе достигает заданного значения, реле выключает насос.

Как только где-то открывают водопроводный кран, сжатый воздух начинает выталкивать воду из емкости. Ну а если давление воды падает ниже определенной отметки, реле снова включает насос. Таким образом, в гидроаккумуляторе всегда будет некоторый запас воды, и насос прослужит дольше, так как уменьшится частота его включений и выключений.

Автоматика удорожает стоимость системы, но делает
ее более долговечной и экономичной в эксплуатации

Принцип действия насосов

Бытовые насосы делят на центробежные и вибрационные.

Центробежные насосные станции составляют самую многочисленную группу. Главная деталь их рабочего механизма — вращающееся колесо, закрепленное на валу внутри корпуса (в многоступенчатом насосе таких колес несколько). Колесо состоит из двух дисков, соединенных находящимися между ними лопастями. Каждая лопасть изогнута в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. Во время работы насоса полости между лопастями заполняются водой. При вращении рабочего колеса на жидкость действует центробежная сила, создающая область пониженного давления в центре и повышенного — на периферии. Благодаря разности давлений вода извне поступает в эпицентр этого своеобразного урагана ; и выбрасывается через выходной патрубок наружу.

Вибрационные (мембранные) насосы имеют рабочую емкость, разделенную гибкой мембраной. По одну сторону от мембраны находится полость, заполненная водой, а по другую — механизм, приводящий мембрану в движение (вибратор). Он попеременно изгибает диафрагму в обе стороны. В зависимости от направления ее изгиба рабочий объем полости увеличивается или уменьшается, что приводит к уменьшению или увеличению давления внутри полости. В момент уменьшения давления в полости создается разряжение, открывается впускной клапан, и вода из входящего патрубка всасывается в полость насоса. Затем вибратор выгибает мембрану в обратную сторону, создавая избыточное рабочее давление, в результате чего вода выталкивается через выпускной клапан в систему водоснабжения.

В производительности вибрационные насосы значительно уступают центробежным. Как правило, они намного быстрее выходят из строя (правда, и ремонт их намного дешевле). Главное преимущество этого типа бытовых насосов — относительно низкая цена.

Правила выбора насоса

Чтобы купить подходящий насос, прежде всего нужно определиться с его типом. Если воду можно добыть только из глубокой скважины, то выбора нет: в этом случае подойдет только скважинный насос. Если же глубина залегания воды небольшая (до 8 м), можно использовать как погружной, так и поверхностный агрегат. Ну а когда нужно перекачать грязную воду или нечистоты, необходимы соответствующие системы.

Расчет требуемых параметров насоса

Насос выбран правильно, если его мощности достаточно для удовлетворения всех потребностей. Оценивают аппарат по двум параметрам: производительности (объему жидкости, которую насос может перекачать за единицу времени) и напору (высоте, на которую насос может доставить эту жидкость). Каждый объект требует своего решения, но общий принцип расчета можно проиллюстрировать на примере обеспечения водой дома и прилегающего участка.

Производительность насоса

Чтобы приблизительно рассчитать требуемую производительность насоса, сначала нужно определить потребление воды. В условиях небольшого коттеджа вода расходуется на:

• бытовые и хозяйственные нужды;
• поливку газонов и огорода.

Согласно СНиП суточное потребление воды на человека равно 200 л. Поэтому легко подсчитать необходимое количество воды: достаточно умножить количество людей, постоянно проживающих в доме, на 200 л в сутки. Дополнительный показатель — максимальный расход. Он зависит от возможности одновременного пользования несколькими точками потребления воды. Например, если три человека могут одновременно пользоваться душем или ванной (8-10 л/мин), краном на кухне (6 л/мин) и туалетом (6 л/ мин), то максимальный расход воды составит 22 л/мин.

Согласно СНиП для полива 1 м² газона и огорода требуется 3-6 л воды в сутки. Какое именно значение выбрать для расчета, зависит от влажности почвы, климатических условий и потребности во влаге конкретных растений (некоторые из них требуют до 10 л в сутки).

Напор

Напор (высота, на которую насос способен доставить перекачиваемую жидкость). Выбирая минимальный необходимый напор насоса, нужно вычислить два значения: высоту, на которую потребуется поднять воду, и длину горизонтального трубопровода, по которому ее придется провести. Высота определяется как разница между самой высокой точкой водоподачи и местом расположения насоса (для поверхностного агрегата это будет уровень земли, для погружного — глубина его расположения). Расчет горизонтального участка трубопровода обусловлен тем, что на каждых 10 м его длины теряется примерно 1 м напора.

Пример расчета: погружной насос установлен на глубине 6 м, дом удален от колодца на 30 м, воду нужно поднять на второй этаж, высота которого — 3 м. Необходимый минимальный напор насоса будет равен: 6 + 3 + 3 = 12 м. За подробной консультацией лучше обратиться на фирму, занимающуюся водоснабжением и продажей насосов. Обычно такие компании делятся информацией бесплатно. Чтобы определиться с выбором насоса достаточно предоставить исходные данные.

Важно: грязная вода!

Решая вопрос о перекачивании воды, крайне важно учитывать ее чистоту. Максимальный размер частиц примесей зачастую указывают в характеристиках. Если игнорировать требования и, например, перекачивать грязную воду садовым насосом для чистой воды, он сломается. Более того, халатность сделает недействительными гарантийные обязательства.

Шланг тоже важная деталь

Тип всасывающего шланга для поверхностных насосов также имеет значение, поскольку диаметр и форма его внутреннего сечения могут уменьшить производительность агрегата. Чем шире шланг, тем меньше его гидравлическое сопротивление.

Кроме того, нужно обратить внимание на форму поверхности. Более прочными считаются шланги с гофрированной поверхностью, однако такой должна быть только внешняя сторона. Внутренняя должна быть гладкой. Желательно установить на насос армированный всасывающий шланг. Многие производители даже включают его в базовую комплектацию.

  Поделитесь ссылкой на статью в социальных сетях

  Вы можете оставить свой комментарий