Водяной погружной насос

Собственникам частных домов, расположенных в пригороде, а также владельцам дач и жителям сельской местности часто приходится самостоятельно решать задачу обеспечения себя требуемым количеством воды, необходимой как для бытовых нужд, так и для полива зеленых насаждений на приусадебном участке. Источником водоснабжения в таких случаях может выступать скважина или колодец, а устройством, которое обеспечит не только откачивание воды из такого источника, но и ее транспортировку по трубопроводной системе, – поверхностный или погружной насос.

Обустройство автономных систем водоснабжения, которые обслуживает электронасос, позволяет в круглогодичном режиме обеспечивать себя требуемым количеством воды, не испытывая при этом трудностей, связанных с ее извлечением из колодца и доставкой до жилого строения или до места полива растений ручным способом. Кроме того, функционирование такого устройства, как электрический насос для воды, можно легко организовать в автоматическом режиме, что позволит уделять контролю за работой такого оборудования минимум времени.

Перед тем как приступать к обустройству автономной системы водоснабжения своего загородного дома или дачи, важно решить, какой тип насоса для ее оснащения использовать – поверхностный или погружной. Многие специалисты, профессионально занимающиеся вопросами автономного водоснабжения, рекомендуют в таких случаях отдавать предпочтение гидромашинам погружного типа, так как они, если сравнивать их с поверхностными, обладают целым рядом преимуществ.

Преимущества и недостатки

Существует много особенностей, которыми погружной насос выгодно отличается от поверхностного.

1. Поверхностные устройства не могут откачивать воду из подземного источника, глубина которого превышает 10 метров. Кроме того, если учитывать расстояние, на которое перекачиваемая из скважины жидкая среда должна транспортироваться по горизонтальному участку трубопровода, то глубина, с которой поверхностный насос сможет поднять воду, будет еще меньше. Исправить такую ситуацию можно, если оборудовать в непосредственной близости от подземного источника воды насосную станцию, оснащенную специальным резервуаром (кессоном) и дополнительными техническими устройствами, но это потребует финансовых расходов. Подобных недостатков лишен погружной насос, который успешно используется для откачивания воды из подземных источников даже очень значительной глубины.
2. В отличие от насосного оборудования поверхностного типа, которое в процессе работы издает достаточно сильный шум, погружные насосы работают практически бесшумно, так как находятся в толще перекачиваемой ими жидкой среды.


3. Многие модели насосов погружного типа успешно, без ущерба для их технического состояния используют не только для перекачивания чистой воды, но и для работы с жидкой средой, в составе которой содержатся мелкие частички нерастворимых твердых включений (песок и др.).
4. Поскольку погружной насос в процессе эксплуатации постоянно находится в слое перекачиваемой жидкой среды, движущиеся элементы его внутренней конструкции не нуждаются в дополнительном охлаждении. Риск перегреть такое устройство при его использовании в колодцах или скважинах с достаточным дебетом минимален.
5. Применение погружных гидромашин позволяет лучше контролировать уровень жидкой среды в источнике водоснабжения, используя для этих целей специальные поплавковые датчики. Многие современные модели такого оборудования уже укомплектованы подобными датчиками.
6. При использовании помп поверхностного типа все соединения, выполненные на водозаборной трубе, должны быть абсолютно герметичными. Если такое требование не соблюдено, водозаборная труба будет подсасывать воздух, что приведет к ухудшению параметров создаваемого потока жидкой среды. В том случае, если используется водяной насос погружного типа, воздуху просто неоткуда появиться в трубе, по которой откачиваемая жидкая среда подается на поверхность.
7. Если при помощи погружного насоса вода откачивается не из скважины, а из колодца, что не предполагает использования обсадной колоны, извлечь такое устройство на поверхность и убрать его на хранение, если в этом возникла необходимость, значительно проще, чем выполнить демонтаж оборудования поверхностного типа.

Таким образом, погружной насос отличается целым перечнем значимых достоинств, что и объясняет высокую популярность такого оборудования у собственников загородных домов и дач.

Тем не менее, как и у любого другого технического устройства, есть у насосов погружного типа и недостатки.

• Для подключения погружного насоса к сети электропитания необходимо использовать высококачественный и, соответственно, достаточно дорогой кабель, изоляция которого не должна приходить в негодность от постоянного контакта с жидкой средой.
• Согласовать работу элементов оснащения погружного насоса, обеспечивающих его функционирование в автоматическом режиме, несколько сложнее, чем при использовании поверхностных насосных станций, в конструкциях которых элементы управления и контроля предусмотрены изначально, на стадии их проектирования и монтажа.

Основные виды

По своему конструктивному исполнению и принципу действия насосы погружные делятся на четыре основных категории:

1. вибрационные;
2. центробежные;
3. вихревые;
4. винтовые.

Рассмотрим каждый из перечисленных видов подробнее.

Вибрационные

Вибрационные насосы – это наиболее дешевые устройства погружного типа. Они отличаются достаточно простой конструкцией, которую составляют следующие элементы:

• металлический корпус из двух частей одного размера, но различной конфигурации, соединяемых между собой винтами;
• уплотнительный элемент, располагаемый между частями корпуса для герметизации места их соединения;
• электромеханический блок, состоящий из катушки, вставленного в ее центральную часть ферромагнитного сердечника и массивного металлического якоря;
• эластичная мембрана, соединенная с поршнем, который располагается в рабочей камере;
• шток, посредством которого движение якоря передается мембране и поршню.

Принцип действия вибрационной погружной помпы заключается в следующем.

• При прохождении переменного тока по обмоткам катушки в ее сердечнике создается переменное магнитное поле.
• Под воздействием переменного магнитного поля якорь насоса то притягивается к сердечнику катушки, то отталкивается от него, совершая вибрационные возвратно-поступательные движения, передавая их на шток, мембрану и поршень.
• Поршень, перемещаясь по рабочей камере вниз, создает в ней разрежение воздуха, что обеспечивает всасывание в полость камеры жидкой среды.
• При перемещении поршня вверх увеличивается давление находящейся в рабочей камере жидкости, под действием которого жидкость выталкивается в напорную магистраль. При этом входной патрубок автоматически перекрывается специальным клапаном.

Итак, конструкция вибрационного насоса достаточно проста. Это вполне объясняет тот факт, что он такой дешевый.

Какими недостатками обладает водяной вибрационный насос?

1. Вибрационные волны, которые создает в жидкой среде корпус такой гидромашины, способствуют замутнению воды и постепенному разрушению незащищенных стенок колодца или скважины.
2. Вибрационные насосы очень критично реагируют на содержание в перекачиваемой ими воде твердых включений.
3. Вибрационный насос такой дешевый еще и потому, что не комплектуется элементами автоматики.
4. При работе вибрационные насосы достаточно сильно шумят.
5. Гидромашины данной категории имеют короткий эксплуатационный срок, поэтому и стоят недорого.
6. У вибрационных погружных насосов невысокая производительность.

Использовать дешевый и не слишком эффективный вибрационный насос целесообразно для решения несложных задач. В частности, оптимально подойдет такой насос для бассейна, а также для организации полива приусадебного участка в летний период.

Винтовые

Несмотря на то, что сегодня выпускаются насосы бытовые винтового типа, широкого распространения у частных пользователей они не нашли. Чаще всего такие насосы используются для оснащения предприятий, работающих в различных отраслях промышленности.

Основой конструкции винтовых насосов является шнек или, как его еще называют, архимедов винт, который, будучи установленным на валу ротора, вращается в рабочей камере. Этот винт захватывает перекачиваемую жидкую среду, поступающую через входное отверстие в корпусе устройства, и перемещает ее к напорному патрубку своими выступающими витками.

Основными преимуществами использования погружных насосов винтового типа являются:

• возможность создания водного потока, характеризующегося высоким значением напора;
• минимальный уровень шума и вибраций;
• способность работать с загрязненными песком жидкими средами и вязкими техническими жидкостями.

Естественно, есть у винтовых насосов и недостатки.

• При высоких показателях создаваемого напора потока жидкой среды такие насосы характеризуются достаточно невысокой производительностью.
• Гидромашины данной категории имеют низкий КПД.
• Большое количество узлов трения в конструкции насоса приводит к его активному износу. Соответственно, винтовой насос не самый дешевый в плане технического обслуживания.

Центробежные

Центробежный насос для воды чаще всего применяют для оснащения автономных систем водоснабжения загородных домов и дач. Основным рабочим органов гидромашин данного типа является колесо, оснащенное лопатками. При вращении такого колеса вместе с перекачиваемой средой в центральной части внутренней камеры устройства создается разрежение воздуха, способствующее всасыванию жидкости через входной патрубок, а у стенок камеры – повышенное давление, что обеспечивает выталкивание воды в напорную магистраль.

Центробежные насосы погружного типа, отдельные модели которых могут работать с умеренно загрязненной средой, отличаются высокими показателями производительности и создаваемого ими напора перекачиваемой жидкой среды, низким уровнем шума и вибрации в процессе эксплуатации. Среди большого разнообразия моделей центробежного насосного оборудования, предлагаемого на современном рынке, можно подобрать как более дешевый, но менее производительный насос, так и более мощные и дорогие устройства, оснащенные несколькими рабочими камерами.

Основным недостатком погружных насосов центробежного типа является сложность конструкции, что объясняет их достаточно высокую стоимость, а также затрудняет их техническое обслуживание и ремонт.

Вихревые

Конструкция насосов вихревого типа очень схожа с устройством центробежного оборудования, но имеет некоторые особенности. Такими особенностями, в частности, являются форма рабочего колеса, а также наличие на стенках рабочей камеры специальных канавок. Благодаря таким конструктивным нюансам поток перекачиваемой жидкой среды формируется не только под действием центробежной силы, но и за счет турбулентного ускорения. Работая по такому принципу, вихревые насосы способны формировать поток жидкой среды с более высокими параметрами.

Достоинствами погружных насосов вихревого типа являются:

• более простая, если сравнивать с центробежными устройствами, конструкция и, соответственно, более низкая стоимость;
• практически полное отсутствие шума и вибраций при работе;
• возможность работы с жидкими средами, имеющими газовую составляющую.

К недостаткам вихревых насосов следует отнести невозможность их использования для перекачивания даже слабо загрязненных жидких сред, а также не слишком высокую долговечность.

Критерии выбора

При выборе погружного насоса для оснащения скважины или колодца следует учитывать целый ряд факторов:

• задачи, для решения которых планируется использовать выбираемый насос;
• суммарную потребность в воде, которую насос должен будет обеспечивать;
• требуемое значение напора перекачиваемой жидкой среды;
• глубину подземного источника, толщину водяного слоя в нем, его дебет, а также уровень, на котором в таком источнике располагается вода;
• удаленность скважины или колодца от строения, в которое необходимо будет транспортировать воду;
• качество воды, которую предстоит откачивать из подземного источника.

Учитывая все вышеперечисленные факторы, при выборе погружного насоса ориентируются на такие его характеристики, как:

• напор потока жидкой среды, который он способен создать (измеряется такой параметр в метрах водяного столба);
• производительность, то есть количество жидкости, которое насос способен перекачать за единицу времени;


• размеры корпуса;
• показатель максимально возможной степени загрязненности и температуры воды, с которой может работать насос;
• наличие в стандартной комплектации поплавкового датчика воды и обратного клапана;
• комплектация устройства и дополнительные опции, которыми оно обладает;
• материал изготовления корпуса;
• масса устройства, которая важна для того, чтобы правильно организовать его подвес в скважине или колодце;
• длина электрического кабеля, поставляемого, как правило, в комплекте с насосным оборудованием;
• электрические параметры, знание которых необходимо для того, чтобы правильно запитать устройство от электросети;
• торговая марка, под которой произведен насос (и, естественно, его стоимость).

При выборе погружного насоса следует также обращать внимание на то, какие гарантии предоставляет производитель, и на наличие авторизованных центров по техническому обслуживанию и ремонту оборудования конкретной торговой марки.

Выбирая насос погружного типа, следует иметь в виду: от того, насколько ответственно вы подойдете к такой процедуре, во многом будут зависеть эффективность использования и длительность эксплуатации такого оборудования.

Источник: met-all.org

На какие виды делятся погружные насосы

Для полного понимания о том, как работает погружной насос, каких видов они бывают, также остановимся на принципах и ремонтных работах связанных с насосом. Ведь нельзя использовать одинаковые устройства для чистой воды и канализационных вод. Последние могут подавать водные ресурсы на хорошую высоту и имеют различия конструкциями.

Если рассматривать жизнь в частном секторе или дачном участке, то здесь подходят несколько видов погружных насосов. Чтобы не допустить ошибок, предлагается рассмотреть и изучить возможные виды, или лучше сказать, допустимые виды насосов. Их принципы работы, специфику использования и применения. Все зависит от параметров: для какой воды предназначен – чистой, либо же грязной. Конструкции тоже отличаются.

1. Если для чистой воды, то устройство не сможет прокачать грязь и мусор размером более 9 мм. Детали такого устройства способны к быстрому изнашиванию и поломкам даже из-за попадания песчинок. Принцип работы погружного насоса для чистой воды заключается в том, что даже при использовании фильтров в насосе крупинки мусора (а его в сточных трубах огромное количество) он не только засоряется, но и приводит к порче малейших частей.
2. Фискальное оборудование или предназначенное для загрязненных вод — способен переработать многое. Но он разделяется еще на два подвида: с возможностью измельчения и без нее. В первом случае использовать такой агрегат будут для стоков канализации, куда попадают остатки пищи и прочий мусор. Второй вариант предусматривает только возможность пропустить мусор типа песка или ила.

Водяной насос погружной бывает либо вихревый, либо шнекованый, либо центробежный или вибрационный. Нельзя забывать и про назначение использования устройства и нашего желания его использовать:

• для работы колодца;
• для скважины;
• дренажный или фекальный насосы;
• для аквариума;
• под мини-фонтаны и большие.

Скважинные агрегаты и их применение

Для таких целей можно использовать и поверхностные, и погружные насосы? Как выбрать, какой нужен? При условии, что водяная скважина находится глубоко, в использовании лучше погружной. Имеют вид цилиндра, по размерам небольшие.

Данный факт свидетельствует, что можно использовать в скважинах диаметром от 90 мм. Подключение такого устройства не будет столь сложным и хлопотным. Главным и приоритетным является напор, глубина и мощность. Работать смогут такие агрегаты на глубине до 50 метров и вполне спокойно обеспечивать не только сад и огород, но и ваш дом. По своему обыкновению такие насосы центробежные. Корпус содержит колесо, диск, лопасти, двигатель. Само отверстие для воды находится внизу конструкции.

Процесс перекачки воды несложен: насос засасывает, рабочее колесо крутится, понижается давление, на периферии повышается и постепенно попадает в водопровод. Обязательным условием является полное погружение в воду, во избежание сухого хода. В большинстве случаев, производители таких насосов снабжают их поплавками.

Есть и такие модели, где плавающее колесо позволяет перерабатывать воду с песком. Сохраняет работоспособность в перекачивании без поломок. Неисправности в таких случаях исключены. Выбирать следует один из проверенных производителей, а не гнаться за дешевым товаром. Сразу следует вспомнить пословицу: «Скупой платит дважды».

Вихревые насосы

Такие агрегаты используют в тех случаях, когда жидкость подается слабо, а необходимо напор увеличить. Дело в колесе насоса. Оно оснащено лопатками и при вращении между ними создается зазор. Таким образом, вода засасывается и выбрасывается к выходу. Вихревые насосы более дешевые и просты в использовании и конструкции.

Минусом такого электронасоса является то, что при попадании мусора он ломается и выходит из строя.

Поэтому данная конструкция подходит для чистой воды. Так, примеру, насос Евроаква способен перекачать до 50 литров в минуту, но выйти из строя из-за песчинки. Ремонт погружного насоса своими руками возможен только при условии полной перемотки и разборки механизма.

Насос шнековый и его описание

Данный вид насоса применяется, если нужно перекачивать большие объемы воды с содержанием примесей и частиц. Такой насос как Спрут (японской сборки) может качать воду на глубине более 90 метров и до 33 литров в минуту. Схема Спрута выглядит так: нержавеющая сталь, вал, двигатель, уплотнение механики, которое более прочное, чем у остальных – графитокерамика.

Понятное дело, что и стоимость такого насоса немаленькая. Правда, подойти он не везде сможет. Необходимо учитывать диаметр трубы, в противном случае, его заклинит. Разборка в таком случае невозможна, а отремонтировать самостоятельно не реально. Только сервис.

Если вода находится далеко от дома

Нельзя сказать, что использование насосов допускается только при расположении рядом водяной скважины. Вовсе нет. Их используют при большом расстоянии тоже. Главным остается их использование не выше 1 метра. Иначе он сможет нагреться. А охладительная система это сама вода. К уже рассмотренным в таком случае, добавляется новый вид — вибрационные насосы.

Они сильно отличаются от выше перечисленных. Отсутствие деталей, которые вращаются, лопасти и другие запчасти, которые требуют регулярного осмотра и смазки. Разобрать такой насос можно, но ремонт может произвести только специалист, при условии, что поломка не носит сложного характера. Схема работы насоса вибрационного проста и одновременно сложна. По сути, все движения, производимые им – это вибрации. Создаются они электромагнитным полем и притягивают к себе шток и поршень. Они приходят в действие. За секунду они способны сделать до 100 за одну секунду. При такой частоте движений, вода всасывается в камеру, а потом перемещается к трубопроводу. Такой электронасос стоит дешевле, чем остальные, долговечен и даже надежен.

Можно назвать такие механизмы, как «Малыш» и «Водолей». Как выбрать из них, может подсказать только ваш кошелек. Одно можно сказать с уверенностью, что оба насоса работают достаточно хорошо. Единственное, что следует учитывать при установке таких агрегатов: насос не может быть близко от дна колодца или скважины, так как вибрации поднимают ил и мусор. Это может привести к неисправности, поэтому устанавливать рекомендуется не ниже метра от дна.

Установка насосов

Как подключить погружной электронасос, решает специалист. Он учитывает ширину и длину скважины, все возможные варианты крепления. Подключить погружной насос можно и самостоятельно. Для этого существует два способа.

1. Его можно прикрепить на стальном тросе из оцинкованного материала на высчитанной высоте. Крепления на корпусах насосов существуют, и придумывать ничего не надо. Изготовители при разработке учитывали данный факт.
2. Стационарное закрепление на высоте. Для этого требуется изготовить самостоятельно что-то вроде каркаса или кронштейна. Но данный способ очень не выгодный и хлопотный в случаях поломок. Свой насос нельзя будет достать. Разбирать построенную конструкцию уже не получится в воде. Для этого придется применить дренажный насос.

Насос дренажного типа

Они применяются для откачивания грязной воды. Ими можно откачать не только воду из затопленного места, но и при откачке воды из бассейна или другого источника, в котором есть мусор. Существуют отличия.

Как выбрать правильный дренажный насос?

Сделать это можно, если вы ответите себе на вопрос: в каких целях он будет применяться и какой понадобится объем. Выбирать можно из нескольких видов и характеристик.

1. Многократное колесо – достаточно хрупкий и, как показывает практика, очень быстро выходит из строя. Разбирать не имеет смысла, так как он может откачать максимум дождевую воду или жидкость из бассейна. При другом использовании ремонт обойдется дорого.
2. С одноканальным колесом. Перекачивает грязь и фекальные отходы.
3. С открытым колесом. Перекачивает даже песок, листья и смывочный мусор. Не боится глины, а это огромный плюс для работы и функционирования насосов.

Источник: vodospec.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