Водяной насос. виды и работа. устройство и применение. как выбрать

Корпус

Он сделан в форме спирали с уменьшающимся радиусом, похожим на раковину улитки. Полость этого корпуса не остается одной и той же везде. Площадь проходного сечения увеличивается при приближении к напорному патрубку.

Там, где заканчивается спиральный корпус и начинается напорный патрубок, есть выступающий клин, называемый водорезом.

Он физически разделяет спиральный корпус и напорный патрубок и гарантирует, что жидкость будет покидать насос, а не просто крутиться по кругу в спиральном корпусе.

Расширяющаяся часть спирального корпуса очень важна, т. к. с помощью неё насос создает давление.

Что учитывать при выборе конкретной модели?

В зависимости от того, для каких целей приобретается поверхностный насос, отличаются характеристики, на которые следует ориентироваться.

Насос для полива приусадебного участка

В этом случае основными параметрами оборудования являются:

• Производительность. Для полива огорода вполне достаточно одного кубического метра в час;
• Глубина всасывания, на которой будет эксплуатироваться оборудование. Поверхностный насос поднимает воду максимум с девяти метровой глубины. При этом следует помнить о соотношении вертикаль-горизонталь, которое составляет один к четырём. Работая на двухметровой глубине насос должен быть удалён от колодца на восемь метров. Если глубина всасывания превышает четыре метра (или же общая протяжённость подающей магистрали более двенадцати метров), следует увеличить просвет трубы на ¼ дюйма;
• Напор. Ориентироваться следует на самую удалённую точку потребления.

С помощью поверхностного насоса можно без проблем организовать полив приусадебного участка. Оборудование легко устанавливается и не требует особых навыков при монтаже

Для подключения поверхностного насоса нужны следующие комплектующие: шланги (для забора воды и для полива); штуцер для соединения шланга и насоса; обратный клапан и фильтр-сетка, который устанавливается на обратный клапан и задерживает песок и твёрдые частиц.

Насос для системы водоснабжения дома

При выборе поверхностного насоса, предназначенного для водоснабжения загородного дома, нужно ориентироваться на объём потребляемой воды, количество точек потребления и необходимый напор в системе.

Проектирование системы водоснабжения дома, основанного на поверхностном насосе, требует учета объёма потребляемой воды и количества точек расхода

Для простоты расчётов можно брать следующие величины:

• Дом на семью из четырёх человек потребляет в час 3 м3;
• Дом на две семьи – 5 м3/час;
• Дом на четыре семьи – 6 м3 в час;
• Приусадебный участок – около одного кубического метра в час.

В засушливое время потребление воды может существенно увеличиться, в жаркие дни только на полив будет уходить на 40-55% больше обычного.

Помимо этих параметров, нужно обратить внимание на гидроаккумулятор. Если установлено значение 3,5 атмосферы, то максимальный напор в системе должен быть больше чем суммарное давление по горизонтали и вертикали подающей магистрали (расстояние до воды плюс 45-50 метров)

Расстояние в 10 метров по вертикали или 100 метров по горизонтали приравниваются к давлению в одну атмосферу.

Для организации водоснабжения дома помимо самого насоса понадобятся следующие комплектующие:

• Соединительный штуцер;
• Подводящий и выводящий шланг;
• Обратный клапан с сетчатым фильтром;
• Гидроаккумулятор, роль которого выполняет бак ёмкостью 30-60 литров. Он должен поддерживать давление в системе;
• Гибкая подводка для соединения насоса и баком;
• Пятивыводной адаптер для второго выхода;
• Манометр;
• Реле давления. Оно подсоединяется в пятивыводной адаптер. На нём устанавливаются значения давления, при которых насос будет включаться либо выключаться.

Ведущие производители и популярные модели

Среди проверенных мировых брендов, пользующихся наибольшей популярностью, стоит выделить:

• «Grundfos» – датская компания делает ставку на насосы, имеющие циркуляционную систему работы, которые отличаются небольшими объемами.
• «CatPums» – особенностью оборудования, выпускаемого под этим брендом, является низкая пульсация механизмов при максимально высоком давлении.
• «Wilo» – немецкий концерн специализируется на выпуске малогабаритных насосных станций, оснащенных встроенными гидроаккумуляторами.
• «Sprut» – особенностью насосов для повышения давления этой торговой марки является требование к чистоте и температуре воды.

Перечисленные выше производители свою продукцию изготавливают по проверенной технологии, гарантирующей надежность насосного оборудования. Они обладают защитой от перегрузок, цикличности и «сухого хода».

Компактные и небольшие по весу агрегаты удобно использовать как при обустройстве индивидуального водоснабжения, так и для эксплуатации в квартире

Среди моделей среднего ценового сегмента хорошо себя зарекомендовали:

• «Sprut 15WBX-8» – одинарная конструкция с сухим ротором имеет производительность 480 л/час при потребляемой мощности в 90 Вт. Небольшой по весу малогабаритный прибор размещают непосредственно на трубе.
• «Euroaqua 15WB-10» – вихревой электрический агрегат легко справляется с жидкостью, в составе которой присутствует воздух или газ.
• «Cristal 15GRS-10» – модель славится малой энергоемкостью и высоким КПД, отличается способностью подогревать водный поток до показателя в 65 градусов.

Не стоит экономить и приобретать китайские подделки. Ремонтировать их мастера не берутся. Недобросовестные производители собирают их таким образом, чтобы поломка отдельного элемента тут же приводила к потребности в полной замене агрегата.

Бытовые дренажные помпы

По принципу действия дренажный насос мало чем отличается от обычных погружных устройств для перекачки жидкой среды. Основное назначение насосов данного типа – перекачка жидкостей, в составе которых содержится большое количество нерастворимых включений.

Автоматическая бытовая помпа для откачки воды

Используя дренажный насос, выполняют очистку скважин и колодцев, откачивают загрязненную жидкость из септиков и выгребных ям, перекачивают технические жидкости и т.д. Естественно, для того чтобы дренажный насос был в состоянии справляться с такими задачами, он должен соответствовать определенным требованиям.

• Элементы, из которых состоит дренажный насос, должны быть изготовлены из износостойких материалов, поскольку в процессе перекачки жидкости они подвергаются постоянному воздействию содержащихся в ней твердых включений.
• Дренажные помпы, как правило, используются для откачивания загрязненных жидких сред из разных мест, поэтому это должен маленький насос, чтобы его удобно было монтировать, демонтировать и переносить.
• Поскольку загрязненные жидкие среды, которые перекачивает дренажный насос, обладают большей плотностью, чем обычная вода, то к его мощности предъявляют более высокие требования, чем к аналогичному параметру обычного насосного оборудования.
• Маленький погружной насос дренажного типа должен работать от стандартной электрической сети с напряжением 220 вольт, так как потребность в перекачке жидкости может возникнуть в разных местах приусадебного участка, дома и дворовых построек.

Особенности маркировки оборудования

Унифицированных требований к маркировке циркуляционных насосов, к сожалению, нет. Производители самостоятельно выбирают перечень технических характеристик, которые указываются на корпусе устройства.

Не следует при приобретении насоса ориентироваться только на маркировку. Лучше открыть инструкцию по эксплуатации и почитать технические характеристики там

На передней панели обычно отображаются такие сведения:

• направление движения теплоносителя;
• диаметр присоединяемых труб;
• предельно допустимое давление;
• производитель и модель;
• максимальная рабочая температура;
• степень защиты;
• рабочие параметры электросети;
• знаки соответствия национальным техническим регламентам.

Производители могут указывать и другие сведения на свое усмотрение. Подробные технические характеристики приборов указываются в руководстве по эксплуатации.

Единицы измерения отличаются в разных странах, поэтому цифровые обозначения на корпусе могут быть обманчивы. Лучше лишний раз открыть инструкцию, где наряду с характеристиками указываются и единицы их измерения.

Рекомендации по установке центробежных насосов

Правильная установка центробежного насоса — залог его стабильной работы, долговечности, соответствия периодов обслуживания заявленным производителем. Но внимательность и следование нормам обеспечивает не только это. Установленный в соответствии с рекомендациями производителя и требованиями отраслевых норм агрегат избавит от таких нежелательных явлений, как избыточный шум, вибрации и связанные с ними ухудшения параметров соединений, износ, а также устранит возникновение разнообразных нештатных и аварийных режимов работы.

Насосы центробежного типа устанавливаются в соответствии с их параметрами по следующим правилам.

1. Ось двигателя и блока турбины должны размещаться горизонтально, если обратное не заявлено производителем и не обуславливается особенностями конструктивного исполнения насоса.
2. Для установок с непосредственным подключением в разрыв трубопровода, с мощностью до 1 кВт, допускается монтаж с креплением на стену, поверхность пола или иной несущей конструкции.
3. Насосы мощностью до 10кВт в обязательном порядке монтируются на металлическую опорную раму, фиксируемую на поверхности земли, пола, силовой структуры. Допускается установка демпфирующих резиновых прокладок между точками опоры и соответствующими площадками конструкции центробежного агрегата.
4. Устройства с мощностью более 10кВт обязательно устанавливаются на раму, крепящуюся к бетонной подушке-фундаменту. Габариты последней должны превышать размеры корпуса или консоли насоса на 100 мм во все стороны.
5. При установке насоса от крайней точки блока электродвигателя до ближайшей стены или элемента ограждения должно быть не менее полуметра.
6. Не допускается теплоизоляция узла привода, двигателя, если это не декларируется инструкциями производителя для конкретных условий эксплуатации.

Монтаж и подключение трубопроводной сети должны также подчиняться некоторым правилам.

1. Подводящие и отводящие патрубки должны подходить к соответствующим точкам присоединения свободно, чтобы по окончании монтажа не создавать усилий на конструкцию насоса.
2. При подводе концов трубопровода фланцы должны быть параллельны, для их размещения не допустимо прикладывать значительные усилия, при соединении между поверхностями контактных элементов устанавливаются прокладки (их характер зависит от рода рабочего тела).
3. Установка центробежного нагнетателя должна производиться так, чтобы желаемое направление перекачки жидкости соответствовало стрелке на корпусе устройства.
4. На выходе насоса обязательно монтируется манометр.
5. Механический фильтр на входе установки, если его монтаж не противоречит характеру использования насоса, обязателен.
6. Входной и выходной патрубки оснащаются запорной арматурой.
7. Для обеспечения возможности слива системы, после выходного патрубка, в самой нижней точке трубопроводной сети монтируется запорная арматура с отводом для дренажа.

Схема установки центробежного насоса

Среднестатистическому потребителю, который покупает устройство центробежного типа для бытовых нужд, можно дать пару советов. При монтаже нужно точно следовать инструкции производителя оборудования. Если рекомендуется устанавливать насос на ровную горизонтальную поверхность, не стоит думать, что речь идет только о положении осей, и агрегат допустимо закрепить на стене. Это может нарушить работу предохранительных устройств, вызвать повышенный износ комплектующих, снизить рабочие показатели установки.

Совет! Не стоит игнорировать рекомендации к допустимым температурам эксплуатации. Центробежный насос используется только при положительных показаниях термометра. В зимнее время агрегат нужно переносить в помещение. Игнорирование данного правила неизбежно приведет к выходу оборудования из строя.

Основные технические характеристики

Есть три основные характеристики.

1. Подача.
2. Производительность.
3. Высота всасывания.

Подача насоса

Подача или напор — это максимальная высота, на которую устройство способно поднять жидкость вертикально вверх. За точку отсчёта для погружных насосов принимается уровень воды, для поверхностных — уровень расположения насоса.

Напор определяет усилие, с которым вода проталкивается по трубе, поэтому при расчёте нужно учитывать не только вертикальные, но и горизонтальные участки трубы. Для этого принято считать, что жидкость, проходя десять метров по горизонтали, создаёт такую же нагрузку на устройство, как и при подъёме на один метр.

Если источником воды является колодец или скважина, нужно учесть возможные сезонные колебания уровня.

Производительность гидроагрегатов

Производительность — это количество жидкости, перекачиваемой насосом в единицу времени, обычно измеряется в м3/ч. Производительность водонасоса будет уменьшаться с увеличением высоты подъёма воды, поэтому в паспортных данных даётся таблица зависимости производительности от высоты подачи.

Высота всасывания

Высота всасывания — максимальное расстояние от уровня воды до насоса. Это важная характеристика поверхностных аппаратов. Некоторые типы насосов допускают сухое всасывание, но большинство из них перед использованием необходимо заполнить водой, при этом заполняются и внутренние полости устройства, и входная труба.

Модификации насосов

Независимо от конструкции все водяные насосы для дома и дачи являются вакуумными, только различаются способами создания этого самого вакуума, поэтому их подразделяют на три основных типа:

1. Центробежные.
2. Вихревые.
3. Электромагнитные.

Поговорим о каждом более подробно.

Центробежные насосы

Центробежный поверхностный насос устанавливается на твердой поверхности и не имеет непосредственного контакта с жидкостями.

Эти приборы имеют в своем составе одно или несколько рабочих колес с лопастями, при вращении которых создается центробежная сила, обеспечивающая движение и напор воды. Иными словами, всасываемая вода через патрубок попадает на вращающиеся лопасти и оттесняется к стенкам корпуса, при этом возникает энергия давления, которая с напором выбрасывается в трубопровод.

Такие насосы высокого давления применяются для принудительной подачи воды в водопровод, полива участка, тушения пожара и прочее. Простота конструкции позволяет качать как чистую, так и немного загрязненную воду.

Достоинствами центробежных насосов являются:

• Непрерывная подача воды под напором.
• Надежность агрегата.
• Доступная цена.
• Возможность автоматизирования откачки жидкостей.

Вихревые насосы

Вихревой насос в разрезе.

Конструкция этих насосов включает в себя стальной плоский диск с прямыми лопастями (вихревое колесо), который при работе образует вихревую полость, имеющую форму замкнутого кольца. Молекулы воды, двигаясь по замкнутой траектории и попадая между лопастями, каждый раз получают дополнительное ускорение, в связи с чем растет энергия и, соответственно, увеличивается сила напора воды на выходе.

Вихревые насосы имеют гораздо большую производительность, но при этом обладают меньшими габаритами и весом в сравнении с центробежными аналогами. В быту приборы применяются для поднятия давления в водопроводных сетях, полива участка, данные агрегаты позволяют комбинировать их с различными датчиками.

Достоинствами вихревых насосов являются:

• Небольшой вес.
• Компактность.
• Высокая всасывающая способность.

Но данные конструкции чувствительны к качеству перекачиваемой воды. Наличие в жидкостях взвешенных частиц приводит к снижению эффективности и быстрому износу оборудования.

Электромагнитные или вибрационные насосы

Вибрационный насос не предусмотрен для перекачки жидкости, содержащей абразивные частицы (песок, мелкие камни), но устойчив к грязи и илу.

Движущей силой этих приборов является электромагнитное поле, которое создается внутри насоса при включении агрегата в сеть. Под действием магнитного поля приходит в движение резиновая диафрагма с клапаном, которая, втягиваясь внутрь, создает пониженное давление в корпусе, и вода всасывается. После этого диафрагма возвращается на место, образуется избыточное давление, клапан закрывается, и жидкость под напором устремляется в выходной патрубок.

Применяют их в случаях, когда нужно создать сильный напор при небольшой подаче воды. Такие насосы могут не только перекачивать чистую воду, но и чистить дно бассейна, колодца или скважины, удаляя грязь и ил. Это возможно из-за отсутствия в корпусе прибора вращающихся и трущихся деталей, которые повреждаются твердыми частицами, а также электродвигателя.

Минусом этих приборов является постоянная вибрация, которая при длительном использовании насоса может привести к разрушению скважины или колодца, а также неустойчивость агрегата к перепадам напряжения.

Как сделать прибор своими руками: пошаговая инструкция

Не всегда имеется возможность для хозяйственных нужд приобрести насос заводского изготовления. Простой прибор можно сконструировать своими руками из подручных средств.

Перед началом работы необходимо собрать инструменты, которые понадобятся в процессе создания простейшего насоса для перелива воды:

• дрель;
• ножницы.

Подручным материалом для создания прибора будут служить:

• пластиковая бутылка из жесткого полиэтилена;
• клеевой пистолет;
• 2 шланга произвольной длины.

Процесс изготовления

При наличии всех предметов для конструкции будущего насоса, можно приступать к его созданию по следующим шагам:

• открутить пробку от бутылки и сделать в ней отверстие, которое соответствует диаметру шланга;
• на дне бутылки делается такое же отверстие;
• шланг вставляется в пробку и закрепляется герметичным образом с помощью клеевого пистолета;
• готовая часть насоса накручивается на горлышко бутылки;
• 2 шланг устанавливается в отверстие в дне ее и также герметизируется с помощью клеевого пистолета;
• верхний шланг опускается в емкость с водой;
• бутылка сжимается левой рукой, выдавливая из нее воздух, а правая конечность пережимает нижний шланг;
• после ослабления давления на бутылку левой рукой, она начинает восстанавливать свою форму, засасывая при этом воду из емкости;
• при опускании бутылки ниже уровня емкости с водой, она пойдет самотеком.

Такой простейший самодельный насос можно использовать при переливании воды из аквариума, на даче или для детского бассейна.

Виды насосного оборудования для оснащения скважин

Электронасосы, используемые для обслуживания подземных скважин, в зависимости от расположения относительно перекачиваемой жидкой среды делятся на две категории:

1. оборудование поверхностного типа, которое устанавливается на поверхности земли, в непосредственной близости от подземного источника;
2. погружное или глубинное оборудование, помещаемое в толщу перекачиваемой им жидкой среды.

По конструктивному исполнению и принципу действия насосы для скважин делятся на устройства нескольких категорий:

• устройства центробежного типа;
• вибрационные насосы для скважин;
• винтовое насосное оборудование;
• скважинные насосы вихревого типа.

Наземные насосы для скважин удобно использовать в том числе из-за того, что такие устройства благодаря их расположению на поверхности земли легко обслуживать. Между тем применять гидромашины данного типа можно только для откачивания жидкой среды из скважин глубиной не более 10 метров. Если же вы раздумываете над тем, какой насос выбрать для скважины 20 метров, 50 метров и даже 100 метров, то рассмотреть надо устройства погружного типа.

Схема круглогодичного водоснабжения загородного дома, основанная на погружном скважинном насосе

По тому, как реализован принцип управления скважинным насосом, такое устройство может относиться к ручному или автоматическому типу. Ручная гидромашина, в отличие от автоматической, для работы которой требуется электричество, является энергонезависимой.

Классификация насосов по конструктивному исполнению.

Название насоса	Конструктивное исполнение и особенности насоса
Горизонтальный	Ось вращения рабочих органов, например рабочих колес, расположена горизонтально вне зависимости от расположения оси привода илипередачи
Вертикальный	Ось вращения рабочих органов расположена вертикально
Консольный	Рабочие органы расположены на консольной части вала
Моноблочный	Рабочие органы расположены на валу двигателя
С выносными опорами	Подшипниковые опоры изолированы от перекачиваемой среды
С внутренними опорами	Подшипниковые опоры соприкасаются с перекачиваемой жидкостью
С осевым входом	Жидкость подводится в направлении оси рабочих органов
С боковым входом	Жидкость подводится в направлении, перпендикулярном оси рабочих органов
Двустороннего входа	Жидкость подводится к рабочим органам с двух противоположных сторон
Одноступенчатый	Жидкость подается одним комплектом рабочих органов
Многоступенчатый	Жидкость подается двумя и более последовательно соединенными комплектами рабочих органов
Секционный	Многоступенчатый насос с торцевым разъемом каждой ступени
С торцевым разъемом	С разъемом корпуса в плоскости, перпендикулярной оси рабочих органов
С осевым разъемом	С разъемом в плоскости оси рабочих органов
Футерованный	Проточная часть футерована (облицована) материалом, стойким к воздействию подаваемой жидкости
Погружной	Устанавливается под уровнем подаваемой жидкости
Полупогружной	Насосный агрегат с погружным насосом, двигатель которого расположен над поверхностью жидкости
Самовсасывающий	Обеспечивает заполнение подводящего трубопровода жидкостью непосредственно без использования дополнительных устройств.
Регулируемый	Обеспечивает в заданных пределах изменение подачи и напора
Герметичный	Полностью исключен контакт подаваемой жидкости с окружающей атмосферой

Особенности выбора оборудования

При выборе насоса для обеспечения давления стоит ориентироваться на ряд параметров.

Определение производительности агрегата

Этот параметр зависит от возложенной на насос задачи и необходимого расхода воды. При расчете общего расхода воды учитывают хозяйственные и бытовые нужды, ориентируясь на суммарные показатели максимального расхода воды всех функционирующих точках потребления за одну временную единицу.

Определить соотношение производительности и напора устройства поможет график, который большинство производителей прилагают в инструкции к насосам

Производительности насосов среднего ценового сегмента хватает для того, чтобы поднимать давление как минимум на 1-1,5 атмосферы. Если этого недостаточно, систему дополняют насосами повышения давления или стабилизирующими напор редукторами.

Бюджетный вариант повышения давления – установка в точке ввода системы в дом или квартиру редуктора. Устройство в автоматическом режиме стабилизирует напор в контуре

При выборе агрегата следует учитывать и тот момент, чтобы производительность перекачивающего прибора не превышала производительность скважины или колодца. В противном случае при быстром опустошении источника и несвоевременном его пополнении оборудование просто будет работать «всухую». А это может привести к его поломке.

Рекомендуемый напор устройства

Этот параметр задает значение высоты в метрах, на которое агрегат способен поднимать воду. При определении требуемого напора следует учитывать расстояние подачи воды по горизонтали и стандартные потери давления в ходе транспортировки ее по трубопроводу.

Если этот параметр рассчитывать по упрощенной формуле, то его значение принимают равным десятой части от общей длины горизонтальной магистрали. Например, десятой доли длинны шланга, подключенного к насосу для полива зеленых насаждений.

Например, при обустройстве скважины глубиной в 10 метров для подачи воды в дом, расположенный в 12 метрах от водозабора, при условии заведения на ее на высоту в 4 метра от земли напор агрегата рассчитывают, суммируя значения: 10+4+(12:10)=15,2 метра.

Но чтобы получить более точные расчеты, следует учитывать также диаметр трубопровода и потери напора при поднятии воды по трубам, а также прохождении ее по поворотам и узлам. Ведь при недостаточном напоре давление на выходе будет низким. По этой причине при обустройстве водозаборных систем выбирают насосы, способных поддерживать давление в системе в пределах 2-6 бар.

Не стоит для бытовых нужд выбирать агрегаты с более высокими показателями, поскольку создавая повышенные нагрузки, они способны спровоцировать быстрый износ трубопровода и сантехнических приборов

При выборе оборудования стоит также учитывать:

диапазон рабочих температур;
создаваемый в процессе работы уровень шума.

В продаже представлены электрические модели и жидкотопливные агрегаты. Первые питаются только от электрической сети. Они могут быть двух- и трехфазными. Вторые – оснащены двигателем внутреннего сгорания. В качестве топлива они используют солярку или бензин.

Наличие системы автоматики существенно удорожает стоимость оборудования. Но высокая цена автоматизированных механизмов, имеющих высокий уровень электрической защиты, полностью окупается, поскольку устройства этого типа более тонко реагируют на изменение ситуации и меньше потребляют электроэнергии.