Применение и преимущества водяных насосов высокого давления

Из собственной скважины

Частные дома, не подключённые к центральному водопроводу, обеспечиваются водой из скважины. Помимо выше рассмотренных причин, понижение напора может возникнуть из-за поломок станции, добывающей воду.

Ремонт станции

При падении мощности напора в доме, где водоснабжение обеспечивается через скважину, первое, что необходимо проверить – это правильность работы станции. Перебои в работе станции могут возникнуть по разным причинам и проявляться различным образом.

К основным видам неисправностей относятся:

1. Поломка реле или регулятора. Проявляется в виде скачков давления, либо его понижения, либо полном отключении подачи.

   Следует помнить, что поломка регулятора может быть вызвана окислением контактов и нарушениями в работе контрольной платы, поэтому в данной ситуации нужно отключить станцию и произвести оперативный ремонт во избежание короткого замыкания.

2. Поломка насоса. Как правило, насосы ломаются в результате выхода из строя других частей системы. Необходима замена.
3. Поломка аккумулятора. Возникает из-за разрыва мембраны. В таком случае его заменяют.
4. Загрязнение бака. В процессе эксплуатации внутри бака может скапливаться грязь. Это нечастая ситуация, возникает она при чрезмерном скоплении ила в скважине и падении насоса на дно, что приводит к превышению давления и закупориванию аккумулятора.
5. Поломка обратного клапана. Проблема проявляется в виде цикличных скачков давления.

При возникновении неисправностей в работе станции, следует обращаться к специалистам для починки системы и замены неисправных элементов.

При правильной работе станции, водоток в частном доме можно усилить дополнительными методами, такими как установка насоса и бака.

Очистка и замена фильтров

Очень частая причина проблематики – это загрязнение фильтров. Это относится как к фильтру, расположенному у входа труб в дом, так и к фильтрам, установленным перед выходами воды.

Что делать:

• при возникновении проблемы следует проверить фильтры очистки на предмет загрязнений;
• при необходимости фильтры следует почистить от отложений, а также вовремя произвести замену в случае неисправности.

Установка дополнительного насоса

Если очистка фильтров не дала существенного эффекта и требуется более сильное давление, тогда стоит произвести дополнительные меры по его увеличению.

Самый простой и экономный метод повышения давления воды – это установка дополнительного насоса для дожима. Это устройство самостоятельно следит за показателями напора и включается при его падении.

Насос усиливает всасывание воды из источника и направляет на выход более мощный поток. На рынке представлены насосы различных ценовых категорий и мощностей.

Как выбрать нужную модель:

1. При выборе насоса необходимо учитывать требуемую мощность. Она должна соответствовать потребностям системы.

   Нет необходимости в чрезмерном напоре: во-первых, насос с превышенной мощностью – это лишняя трата денег, во-вторых, бытовые приборы из-за избыточного напора быстрее выходят из строя.

   Для большинства домов стандартом является давление около двух атмосфер – не меньше, но и без существенных превышений.

2. Насос устанавливают между баком гидроаккумулятора и приборами-потребителями воды. Учитывают расположение насоса относительно направления потока, оно указывается в документации к насосу. Соединения должны быть загерметизированы.
3. После установки выполняется проверка действия насоса. Если давление увеличилось, значит, процесс произведён правильным образом.

Накопительная емкость

Если проблема заключается в малом количестве поступающей воды в помещение, решение будет состоять не только в прочистке фильтров и увеличении давления в трубах, но и в обеспечении непрерывного притока.

Помочь в этом может такое устройство, как накопительный бак. Суть его работы проста – вода из скважины скапливается в баке, и уже оттуда поступает по трубам к кранам.

Бак наполняется в автоматическом режиме, и при открытии кранов либо включении приборов-потребителей, выдаёт воду при помощи насоса.

Как выбрать бак:

• выбирать бак следует, отталкиваясь от нормы потребления воды, лучше подобрать такую ёмкость, объём которой будет равняться суточному потреблению, или даже больше;
• при использовании бака в систему также следует установить байпас — это необходимо, чтобы в случае поломок в работе станции можно было деактивировать систему без необходимости перекрытия подачи воды;
• необходимо регулярно производить очистку бака, так как в нём со временем скапливаются вредные микроорганизмы и отложения.

Вихревые насосы — применение и описание

Вихревые насосы используются для перекачки чистой воды без абразивных включений и жидкостей, по химическому составу безопасных для устройства. Вихревые насосные установки достаточно надежны и сравнительно просты.

Применение вихревых насосов

Вихревые насосные агрегаты применяют в следующих системах:

• в системах орошения;
• в узлах водоотведения и водоснабжения;
• в промышленных и технологических процессах.

Вихревые установки применяют и при тушении возгораний, химической водоочистке, в отоплении и вентиляции, а также на нефтеперерабатывающих и спиртовых заводах, для залива и освобождения цистерн.

Различие по способу образования вакуумной камеры

Принцип работы устройств данного типа связан с реакцией вытеснения. Процедура забора воды в них осуществляется с помощью изменения габаритов рабочей камеры, причем сила вакуума в них зависит от герметичности камеры. Сама же величина вакуума в них регулируется. Это позволяет на отдельных участках системы водоснабжения повышать или понижать давление.

Вал – это основной рабочий орган электронасоса. Закрепленная на нем крыльчатка с лопастями во время вращения забирает воду из подводящего трубопровода и выталкивает ее дальше в систему. В процессе вращения создается центробежная сила, формирующая жидкостное кольцо. Образованное в этом кольце незаполненное пространство – это и есть вакуум.

По способу образования вакуума, водяные помпы подразделяются на центробежные, вибрационные и вихревые. Поэтому устройство и принцип работы всех этих типов насосов стоит детально разобрать.

Центробежные модели

Помпы этого типа наиболее распространенные, потому что они способны обеспечить требуемым давлением любую систему ХВС приусадебного или дачного участка. Они прокачивают воду вращающейся зафиксированной в корпусе крыльчаткой. Это колесо состоит из двух дисков, между которыми размещаются лопасти, захватывающие и выталкивающие воду.

Во время вращения этого колеса образуется центробежная сила, откидывающая воду из центра камеры к стенкам. В итоге давление в центре крутящейся крыльчатки падает, поэтому вода начинает поступать внутрь насоса.

Электронасосы данного типа чаще всего комплектуются гидробаками. С водопроводом их соединяют при помощи специальных патрубков различных размеров.

Помпы этого типа могут бесперебойно подавать воду в систему ХВС при высоком напоре. Главное перед включением данного насос нужно заполнить его водой. У них имеются и ограничения: они не могут закачивать воду с глубины больше 8 м, а вот для повышения давления в трубах ХВС они идеально подходят.

Устройство центробежного насоса

Центробежный насос, оптимальное назначение которого заключается в создании постоянного потока жидкости без ее обратного движения — популярное у потребителей устройство. Его конструкция состоит из нескольких крупных функциональных блоков.

1. Узел привода, роль которого состоит в создании крутящего момента. В качестве силового агрегата для решения такой задачи может выступать электродвигатель (с питанием от переменного однофазного, трехфазного напряжения, постоянного тока), двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизель).
2. Силовой вал, передающий момент на рабочий орган.
3. Колесо турбины, оснащенное расположенными под наклоном лопатками, являющееся основным рабочим органом.
4. Защитный корпус, который может выполнять функции силового элемента для крепления всех частей конструкции.

В оснащение центробежного насоса также входят подшипники, обеспечивающие плавное вращение, снижение потерь на трение, повышение надежности, а также разнообразные уплотнительные устройства. Характер последних может меняться в зависимости от типа жидкости, для работы с которой создавалась установка.

Принцип работы

Принцип работы центробежного насоса — это забор воды в результате снижения давления во входном патрубке и выброс жидкости с напором из выходного патрубка. Это реализовано благодаря физическому явлению центробежной силы. Чтобы понять, как все работает, нужно пошагово проиллюстрировать принцип действия установки и происходящие процессы.

1. При пуске привода начинается вращение рабочего органа — колеса турбины с наклонными лопатками.
2. Входной патрубок подает воду в зону оси турбины.
3. Захватываясь лопастями, жидкость начинает круговое движение вместе с ними.
4. Благодаря наклону лопаток осуществляется быстрый отвод воды к краю круговой области рабочей зоны. Это происходит как под действием центробежной силы вращения, так и из-за силовой механики, обусловленной углом наклона лопасти.
5. При движении жидкости от точки отбора происходит падение давления, что обуславливает естественный забор воды из входного патрубка.
6. Заканчивая свое движение на краю круговой зоны турбинного колеса, вода перемещается с большой скоростью, создает значительное давление и выбрасывается естественным образом через выходной патрубок.

Такая физика процесса позволяет объяснить, почему центробежный насос способен не только перекачивать воду с поверхности, но и поднимать ее из скважин. При определенных соотношениях габаритов колеса, его оборотов, мощности привода достигаются настолько высокие показатели всасывающей силы, что жидкость легко поднимается из глубины в несколько метров.

Дополнительные элементы конструкции

Если приведенная выше функциональная схема содержит малое число значимых узлов, реальное устройство центробежного насоса включает дополнительные конструкционные элементы:

• передающий трубопровод, по которому жидкость поступает к точке отбора;
• фильтры грубой очистки, решающие задачу недопущения присутствия механических взвесей в турбинной камере;
• системы клапанов, блокирующих нештатное обратное движение жидкости;
• измеритель давления, контролирующий показатели внутри рабочей камеры;
• манометр для контроля выходного потока, поступающего в систему водоснабжения.

В оснащение любого бытового и особенно промышленного центробежного насоса входит запорная арматура. Она может быть ручной или автоматической. Задача узлов этого класса, без которых не обходится не один чертеж системы подачи жидкости — не только защищать насос от нештатных и аварийных ситуаций, но и при необходимости управлять входными и выходными потоками перекачиваемого тела

Проиллюстрировать важность работы запорной арматуры легко на примере дозаторов. Центробежные насосы такого типа действуют по следующей схеме:

• сигнал с управляющего устройства инициирует пуск;
• установленный на выходном патрубке датчик считает перекачанный объем;
• при достижении определенного порогового значения, сигнал счетчика поступает на электронно управляемый затвор выходного патрубка, который перекрывает поток;
• рост давления на выходе отслеживается датчиком, который и останавливает работу двигателя по достижении определенного значения параметра.

Вентиль ProFactor запорно-регулировочный

Виды центробежных насосов

Это самый распространенный тип оборудования для перекачивания воды, а также других жидкостей. Подобные агрегаты могут служить разным целям и выпускаются в разных модификациях. Существует множество видов центробежных насосов, отличающихся по конструктивным и техническим параметрам.

По расположению вала

В зависимости от того, как расположен в пространстве вал двигателя и в каком направлении производится разъем корпуса, центробежные насосы водяные делятся на:

• Горизонтальные;
• Вертикальные (см. Центробежный вертикальный насос: как выбрать правильно).

По способу подвода жидкости

Вода в устройство может подаваться с одной или с двух сторон. Соответственно, такие насосы подразделяются на агрегаты с односторонним или двухсторонним всасыванием.

Горизонтальный насос с двухсторонним всасыванием

По количеству ступеней

Ступенями называют рабочие колеса. Чем больше количество последовательно расположенных ступеней, тем больше жидкости насос может перекачать за единицу времени, так как с каждой ступенью увеличивается напор.

В зависимости от этой конструктивной особенности подобные агрегаты бывают:

• Одноступенчатыми;
• Многоступенчатыми.

Вертикальные многоступенчатые насосы для скважин

Так как цена оборудования во многом зависит от развиваемой им мощности и прочих технических характеристик, то многоступенчатые модели стоят дороже консольных.

По напору

Основная техническая характеристика любого водоперекачивающего устройства, влияющая на выбор – создаваемый им напор.

• Насосы с напором до 20 метров водяного столба называют низконапорными;
• От 20 до 60 метров водяного столба – средненапорными;
• Более 60 метров водяного столба – высоконапорными.

По способу установки

Это самый явный критерий, по которому водяные центробежные насосы делятся на:

Поверхностные – устанавливаются вне источника воды и всасывают её через шланг, опущенный в воду. Обычно монтируются в технических помещениях (подвалах жилых зданий, хозяйственных постройках, кессонах) или просто на поверхности земли рядом с колодцем или накопительным резервуаром;

Главное преимущество устройств поверхностного типа – их мобильность

https://youtube.com/watch?v=Rn-qkLkFS3s

Погружные – полностью погружаются в перекачиваемую жидкость, поэтому имеют герметичный корпус. В зависимости от мощности, способны подавать воду на большие расстояния с глубины до 200 метров. Подразделяются в свою очередь на скважинные (глубинные (см. Глубинные насосы для скважин: технические характеристики)) и колодезные;

Погружные колодезные насосы

Полупогружные – агрегаты исключительно вертикального исполнения, нижняя часть которых может контактировать с водой.

Полупогружные многоступенчатые агрегаты

По способу охлаждения двигателя

При длительной работе двигатель любого электрического оборудования нагревается и нуждается в охлаждении, и водяной насос центробежный не исключение. По способу защиты от перегрева он подразделяется на устройства с сухим или мокрым ротором.

В устройствах с сухим ротором электрическая и гидравлическая части разделены герметичным торцевым уплотнением, поэтому вал не контактирует с водой, а охлаждается с помощью встроенного вентилятора.

Циркуляционный центробежный насос с сухим ротором

В агрегатах с мокрым ротором вал с подшипниками омываются перекачиваемой жидкостью и охлаждаются её потоками. Из-за отсутствия вентилятора они издают меньше шума, но монтироваться могут только в горизонтальном положении, чтобы все вращающиеся части равномерно охлаждались.

Правила установки насосов с мокрым ротором

Пластинчатые

В этих гидромашинах пластины, размещенные на роторе, выполняют основную работу. Специальные пружины усиливают их прижим к неподвижному корпусу. Соседние элементы становятся ограничителями объемной камеры, в ней рабочая среда при вращении ротора попадает из полости подачи к полости нагнетания. Присутствие двух и более областей всасывания и стольких же зон входа в систему свойственно конструкциям двукратного или многократного действия.

Достоинства пластинчатых насосов:

1. Пониженная пульсация.
2. Снижение рабочего шума.
3. Пониженные требования к засоренности перемещаемой среды.
4. Регулируемый рабочий объем.

Минусы:

1. Подшипники ротора сильно нагружены.
2. Низкое давление.
3. Сложность при уплотнении пластин на торцах.
4. Низкая ремонтопригодность.

Г12 – популярная марка одно- и двухпоточных пластинчатых конструкций.

Популярные модели и производители

Рассмотрим наиболее известные и распространенные модели повышающих насосов:

Wilo Star-RS 25/4

Немецкий насос, который считается лучшим из циркуляционных устройств. Конструкция с мокрым ротором обеспечивает минимальный уровень шума и долговечность насоса. Обладает прочным чугунным корпусом, рабочее колесо изготовлено из полипропилена. Производительность — 3,5 м3/ч, напор составляет 4 м. Диапазон температур перемещаемой жидкости от -10° до + 110°. Вес насоса всего 2,4 кг;

Grundfos UPA 15-90

Детище датских производителей. Классический повысительный насос, способный развивать напор до 8 м при производительности 1,5 м3/час. Способен запускаться вручную или в автоматическом режиме (при открытии крана срабатывает датчик расхода). Мощность агрегата составляет 120 Вт. Начальное (входное) давление — 0,2 Атм. Диапазон температур — от +2 до +60°, что позволяет работать только с контуром ХВС. Срок службы, заявленный производителем, составляет 10 лет;

Jemix W15GR15-A

Изделие совместной российско-китайской фирмы. Обладает чугунным корпусом и алюминиевым кожухом электродвигателя. Оснащен контроллером уровня потока, позволяющим работать в автоматическом или ручном режиме. При производительности 1,5 м3/час насос демонстрирует напор 15 м, что намного превосходит показатели многих европейских конструкций. Автозапуск агрегата происходит при 0,09-0,12 м3/час;

Комфорт X15GR 15

Повышающий насос отечественного производства. Обладает корпусом из нержавеющей стали, производительностью 1,8 м3/час и напором 15 м. Предназначен только для работы с чистой водой. Специфическое требование — горизонтальный монтаж агрегата. Мощность — 120 Вт. Пользователи отмечают высокую работоспособность и надежность насоса, но критикуют слишком высокий уровень шума;

DAB DIVERTRON 1200

Погружной насос, который по достоинству оценивают владельцы частных домов. Обеспечивает подачу воды из колодцев. Мощность составляет 1,1 кВт, при глубине погружения 10 м насос способен поднять жидкость на высоту 48 м. Демонстрирует высокую производительность — 5,7 м3/час. Имеется электронный блок управления, защита от холостого хода (отключение). Нуждается в стабилизации электропитания;

ДЖИЛЕКС «Водомет» ПРОФ 55/75 Дом

Скважинный насос отечественного производства. Производительность составляет 3,3 м3/час, а напор — до 75 м, что позволяет работать в глубоких скважинах. При этом, мощность агрегата всего 900 Вт. Допустимая глубина погружения — 30 м, условием работы является вертикальная установка. Используется только для чистой воды;

Patriot F 900

Признан лучшим дренажным насосом погружного типа. Обладает пластиковым корпусом, поплавковым выключателем, вертикальным патрубком. Способен работать с грязной водой. Функционирует по схеме — 2 часа работы, после чего 15 минут перерыв. Производительность агрегата 14 м3/час, мощность — 0,9 кВт, напор — 10 м. Действует ограничение по температуре жидкости — до + 40°.

Изготовление насоса высокого давления своими руками

Наиболее часто берутся изготовить ручной насос высокого давления своими руками для автомоек. Для этого используют плунжерные насосы, для которого привод используют от электрического двигателя (электронасос). Мощность двигателя должна соответствовать необходимым параметрам и номинальная мощность должна быть не ниже 75% от нужного значения. Часто используется в виде насоса помпа.

Если проходимость автомобилей на автомойке не высокая, можно использовать электродвигатель, рассчитанный на напряжение 220В. Для безопасной эксплуатации и уменьшения расхождений в совпадении валов двигателя и насоса при их соединении, рекомендуется выбирать мягкие соединительные муфты. Емкость для жидкости выбирается из расчета достаточного объема воды.

Фильтрующий элемент можно выполнить из нержавеющей сетки с мелким шагом. Важным элементом оборудования служит регулятор производительности или обратный клапан. Он предотвращает перегружать систему и не дает создавать обратное давление назад в источник водоснабжения. 

Для установки всего этого оборудования потребуется прочная рама. Для ее удобного перемещения, устанавливаются колеса нужного диаметра, прочный упор для устойчивости и ручка для удобного фиксажа. Для надежности и высокой производительности необходимо использовать армированные резиновые шланги, которые рассчитаны под высокое давление.

Главным элементом такого оборудования является пистолет с форсункой. Изготавливать его собственноручно не целесообразно из-за технических сложностей. Данную деталь лучше приобрести в магазине. Необходимо помнить, что все работы, проводимые с насосами высокого давления, необходимо проводить используя чистую жидкость. Попадание в систему инородных тел приведет к поломке большей части оборудования.

Меры предосторожности при сборке, установке и запуске плунжерного насоса

Если место, где будет установлен плунжерный агрегат будет стационарным, будет целесообразно выбрать для него ровную поверхность. Такое решение позволяет обеспечить плановый осмотр, аварийный ремонт и уход за оборудованием. Поверхности должна быть жесткой и подготовленной к высоким вибрациям, исходящим от установки.

Плунжерный насос высокого давления

Приводной и коленчатый вал должны находится один за другим по прямой линии, не убедившись в этом, запрещается запускать гидравлическую систему в работу. При не соблюдении этого условия, передаточный ремень не будет выполнять весь свой функционал и может выйти из строя весь механизм. Насосный вал должен вращаться свободно, легко от руки. Так же нужно правильно выбрать вращение электропривода насоса, что бы избежать обратного давления.

Вариант управления

Автоматические модели можно использовать в течение долгого срока без вмешательства со стороны использующего. У них имеется множество датчиков:

• давления;
• сухого хода;
• защиты от короткого замыкания.

При появлении угрозы короткого замыкания, засорения или любой другой, способной привести оборудование к поломке, цепь управления отключает насос.

Модели ручного типа используются совсем по-другому. Строение их тоже отличается от прочих видов. Ремонт такому агрегату требуется гораздо чаще. Поэтому для бытового использования больше подходит автоматическое управление. Пусть оно стоит дороже, но со временем этот выбор окупается.

Когда нужен повысительный насос

Напор воды на входе внутреннего водопровода в частном доме при индивидуальном водоснабжении определяется настройками основного элемента автоматики – реле давления, наивысший стандартный порог срабатывания которого при ручной настройке не превышает 5 бар. Поэтому повышающий насос в частном доме с автономным водозабором монтировать не имеет смысла – при недостаточном объеме подачи дешевле и проще поставить накопительный гидроаккумулятор большой емкости. Аналогичная картина наблюдается и в многоквартирных домах – там водяной напор фиксирован и поддерживается на нужном уровне коммунальными службами. Но иногда в квартирах и частных домах возникают следующие ситуации, когда необходима установка в водопровод повысительных электронасосов:

a). При автономном водоснабжении забор водных ресурсов производят из скважинных или колодезных источников, используя для этого погружные колодезные, скважинные электронасосы или поверхностные установки. Каждый водоподающий агрегат имеет определенные технические характеристики, основными из которых являются напор (указывается в метрах) и объем прокачки (в паспортах обычно отмечается значение в кубометрах за час).

Напор является определяющим критерием показателя расстояния до точки водопотребления и глубины погружения агрегата, обычно 1 м приравнивают к аналогичному 1 м вертикального столба и 10 м по горизонтали. Если скважина находится на большой глубине или расстояние до дома велико, напора, создаваемого маломощным электронасосом (ошибки в расчетах при выборе, снижение характеристик в процессе эксплуатации, невозможность замены изношенного агрегата на новый) не всегда хватает для транспортировки приемлемого объема воды в единицу времени на нужное расстояние. В этой ситуации в наружную магистраль можно установить подкачивающий электронасос.

Рис. 4 Вихревой электронасос и принцип его работы

b). Но чаще повысительные насосы для холодного водоснабжения ставят внутри дома для водоподачи на электрическую и санитарную технику в случаях, когда напор жидкости в точках водозабора от централизованной магистрали слишком мал или у частного дома высокая этажность с разветвленной и протяженной водопроводной линией. В условиях домашнего микроклимата срок их службы существенно выше, чем на улице, к тому же приборы требуют встроенной в трубопровод установки, чего технически невозможно достичь на наружном подземном трубопроводе или в узком распределительном (смотровом) колодце.

c). Нарушение коммунальными службами своих обязательств приводит к тому, что напор в квартирах (особенно верхних этажей или в часы пик) может быть слишком мал для нормального функционирования санитарно-технических приборов, бытовой техники, хозяйственных нужд. В данной ситуации собственник может установить для поднятия давления в водопроводе (в основном на входе бытовой техники) насос небольшой мощности, начинающий свою работу при водопотреблении.