Как выбрать насос?

Как выбрать насос? 24.02.2016 06:16

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ НАСОС

Насосы для частного водоснабжения делятся на три типа: поверхностные, колодезные и погружные.

Поверхностные насосы предназначены для забора воды из скважины, колодца или открытого водоема. Причем глубина всасывания, т.е. расстояние от входного отверстия насоса до поверхности воды в источнике, у них ограничено. Вихревые и нормально всасывающие насосы имеют глубину всасывания до 7 метров, а самовсасывающие насосы имеют глубину всасывания до 9 метров. При этом следует понимать, что это критическая глубина всасывания, при которой насос уже не может выдавать свои номинальные технические параметры. Поэтому оптимально использовать вихревые насосы при глубине всасывания до 6м, а самовсасывающие – до 8м.

Кроме того необходимо знать, что в колодцах и открытых скважинах (скважина колодезного типа, где всасывающая труба вставлена в обсадную трубу) при работе насоса уровень воды начинает понижаться, так что различают статический уровень воды в скважине, т.е. уровень при отсутствии водозабора, и динамический уровень, т. е. уровень воды при заборе ее из скважины. И это понижение уровня воды следует учитывать при подборе насоса для таких скважин, т.к. насос с большой производительностью может вызвать падение уровня воды в скважине до критического и подача воды насосом прекратится.

Если возникает такая ситуация, то следует либо заглублять насос, т.е. делать для него дополнительно приямок, либо ограничивать его расход краном, чтобы вода в скважине успевала пополняться до рабочего уровня.

В скважинах закрытого типа, где обсадная труба напрямую присоединяется ко входу насоса, такого понижения в большинстве случаев практически нет, и для определения глубины всасывания достаточно знать статический уровень воды в скважине.

Теперь поговорим о самих насосах.

Насосы вихревого типа имеют одно рабочее колесо лопастного типа, у них небольшие размеры и невысокая стоимость, но есть один существенный недостаток – их работа нарушается при попадании воздуха в насосную часть, поэтому они не могут сами при первом запуске поднять воду из скважины, если обратный клапан находится наверху. Для этого дополнительно используется ручной насос. Если же клапан находится в скважине внизу на конце всасывающей трубы, то при запуске насоса необходимо полностью заполнять водой саму трубу и корпус насоса.

Нормально всасывающие насосы имеют обычно несколько рабочих колес центробежного типа и поэтому у них большая производительность и напор, чем у вихревых насосов. Но глубина всасывания у них так же не превышает 7 метров (за исключением некоторых модификаций со специальными встроенными обратными клапанами). Для увеличения глубины всасывания они обычно применяются с выносным эжектором, специальным устройством, позволяющим поднимать воду с глубины до 35 – 40 метров. Но для этого скважина должна иметь диаметр не мене 100 мм, и в скважину опускается две трубы: всасывающая и подающая, которая создает дополнительный подпор в эжекторе, что усложняет конструкцию и эксплуатацию подобных систем, поэтому они применяются сейчас довольно редко.

Самым распространенным в настоящее время является применение самовсасывающих насосов.

Эти насосы имеют характерную удлиненную насосную часть, в которой кроме центробежного рабочего колеса расположены диффузор и эжектор (трубка Вентури), которые создают дополнительное разрежение на входе насоса и тем самым улучшают его всасывающие характеристики. За счет эжектора глубина всасывания увеличивается до 9 метров, кроме того, при первом запуске насоса, даже если обратный клапан расположен наверху скважины, насос способен выбрать воздух из всасывающей трубы и поднять воду от статического уровня до входа насоса.

Если насос используется для водоснабжения частного дома, то он должен работать в автоматическом режиме, т.е. включаться при начале пользования водой и выключаться по окончании расхода воды.

Самым распространенным автоматическим устройством является насосная станция, состоящая из насоса, гидроаккумулятора, реле давления и манометра. Насосная станция поддерживает давление в системе в заданных пределах. Величина давления включения и выключения задается механическим реле. Оптимальным значением давления для одноэтажного частного дома является 2 – 3 бара. Для двух и трех этажного дома давление следует повышать до 2.5 – 3.5 бар или выше, при необходимости.

Гидроаккумулятор на станциях устанавливается емкостью 24л, иногда 50л. Он необходим для предотвращения гидроударов и уменьшения количества пусков насоса. Это достигается за счет воздуха, закачиваемого в корпус гидроаккумулятора. Давление воздуха в нем должно быть на 20 % меньше, чем давление включения насосной станции. Обычно оно составляет 1.5 бара, что вполне достаточно для нормальной работы станции.

Насосная станция достаточно проста в работе и обслуживании, недостаток ее в ом, что давление в водопроводе не является постоянным, что иногда доставляет неудобство при пользовании горячей водой от колонки или котла, когда из-за изменения давления меняется температура горячей воды. Кроме того обычная насосная станция не обеспечивает защиту насоса от «сухого хода», когда в насосную часть попадает воздух и насосная станция не выключается, что может привести к выходу насоса из строя.

Другим вариантом автоматических систем является использование вместе с насосом гидроконтроллера, в котором встроен датчик протока и отключение насоса происходит при прекращении расхода воды потребителем. В этом варианте насос постоянно работает при пользовании водой и поэтому напор в кране получается достаточно стабильным. Кроме того гидроконтроллер осуществляет защиту насоса от «сухого хода» и поэтому его желательно использовать , когда существует вероятность того, что вода в насос может не поступать, например, когда насос качает воду из бака, или используется для повышения давления в водопроводе.

При выборе такого варианта автоматической насосной установки следует учитывать один важный момент. Так как выключение насоса при использовании гидроконтроллера происходит не по давлению а по протоку, причем обычно через 15-20 секунд после окончания протока, то насос набирает при этом максимальное давление (особенно при повышении давления с водопровода), которое может превысит 6 бар. Это может вызвать течь в сантехприборах и водонагревателях. Поэтому при подборе насоса для таких систем нужно учитывать максимальный напор, который он может создать.

Кроме того при наличии утечек в системе (например таких как подтекание унитаза) насос будет постоянно включаться, поэтому рекомендуется на выходе подключать небольшой (12-24литра ) гидроаккумулятор.

Наиболее передовой технологией автоматических систем водоснабжения является применение насосов с частотным преобразователем, которые позволяют поддерживать постоянное давление в системе за счет изменения частоты вращения двигателя насоса. Эти устройства имеют достаточно высокую стоимость, но обеспечивают максимальный комфорт в пользовании водой и значительно меньшее потребление электроэнергии.

Как же подобрать поверхностный насос?

В случае, когда насос используется только для полива или набора воды в емкость из скважины, достаточно использовать один насос без автоматики, и здесь необходимо знать только требуемую глубину всасывания, чтобы она соответствовала параметрам насоса. Обычно глубина всасывания указывается в паспорте насоса. Расход такого насоса можно ограничить краном, если его производительность больше чем дебет скважины.

Если же необходимо подобрать автоматическую насосную установку для водоснабжения частного дома, то существуют разные варианты в зависимости от источника водоснабжения:

- повышение давления из существующего водопровода.

В этом случае можно использовать как насосную станцию, так и насос с гидроконтроллером. Насос с гидроконтроллером в данном случае удобнее, так как гидроконтроллер является еще и защитой от «сухого хода», в случае, если вода в водопроводе закончится. Только надо подобрать такой насос, у которого максимальный напор в сумме с давлением в самом водопроводе не превышал бы 6 бар. Если же применять насосную станцию, то необходимо дополнительно устанавливать защиту от сухого хода, чтобы избежать выхода насоса из строя при отсутствии воды в водопроводе.

Устройств защиты от сухого хода существует несколько типов. Простейшим является механическое реле, похожее внешне на реле давления. Оно отключает насос при падении давления менее 1 бара. Но это устройство срабатывает надежно только при открытом кране, когда в случае прекращения подачи воды в магистральный водопровод давление системе будет падать до нуля. Если же расход воды прекратить, то насос с завоздушенной насосной частью может работать, создавая давление около 2 бар и устройство его не отключит, т.к. давление не падает, и реле не отключит, т.к. давление не растет из-за наличия воздуха в насосе. В этом случае насос может работать часами, не отключаясь, и выйти из строя из-за перегрева насосной части.

Более надежным является использование гидроконтроллера, о котором мы уже говорили. Его можно использовать совместно с насосной станцией, В случае отсутствия воды датчик протока остановит насос, при любом давлении в системе.

Существуют еще электронные реле защиты насосов. Они измеряют рабочий ток насоса и в случае отсутствия воды, когда нагрузка на валу падает и ток, потребляемый насосом, уменьшается, так же отключают питание насоса.

- забор воды из колодца

Использование колодца имеет свои особенности. В колодце существует запас воды определенного объема, который пополняется медленно. Расход воды в данном случае определяется только производительностью насоса, но при интенсивном пользовании водой этот объем может быть исчерпан и пополняться не сразу. Поэтому при пользовании колодцем необходимо так же применять защиту от сухого хода, но если в случае магистрального водопровода насос сам зальется вновь появившейся водой, то при заборе воды из колодца необходимо будет снова заливать насос и всасывающую трубу, чтобы снова запустить насос. Поэтому желательно не допускать попадания воздуха в насос при понижении уровня воды в колодце. Для этого оптимально использовать поплавковый выключатель, который при правильной настройке отключит насос при понижении уровня до критической отметки и включит его при пополнении воды в колодце. Поплавковый выключатель обеспечит надежную защиту от сухого хода при использовании насосной станции.

Понятно, что поверхностный насос можно использовать при глубине колодца не более 9 метров от уровня расположения насосной станции. При более глубоких колодцах можно использовать насосную станцию с внешним эжектором, который опускается в колодец на двух трубах, либо использовать погружные колодезные насосы которые могут иметь поплавковый выключатель в своем составе.

- забор воды из скважины - скважинный насос:

Скважина забирает воду из более насыщенных водоносных слоев, чем плывун, в котором обустроены колодцы. Поэтому вода поступает из них непрерывно, но в ограниченном количестве, характеризуемым дебетом скважины. Если производительность насоса значительно больше, чем дебет скважины, то могут возникнуть следующие ситуации:

В скважинах открытого типа, когда всасывающая труба опущена в обсадную, при большом расходе уровень воды понизится до критической глубины всасывания насоса и в насос попадет воздух со всеми вытекающими из этого последствиями. Поэтому для таких скважин так же необходимо применение устройств защиты от «сухого хода».

В скважинах закрытого типа, когда всасывающая труба непосредственно забирает воду из водоносного слоя, при недостаточном дебете может возникнуть кавитация и образование пузырьков воздуха в воде, который затем начинает разбрызгиваться из кранов. И в том и в другом случае необходимо принудительно ограничить расход воды насосом, установив после него кран.

Теперь коснемся собственно подбора насоса. Для комфортного пользования водой насосная станция должна создавать давление 2-3бара для одноэтажного дома с повышением примерно на 0.5 бара на каждый дополнительный этаж и при этом давать еще достаточное количество воды.

На корпусе насоса есть табличка, на которой указаны максимальные параметры насоса – напор в метрах и производительность. Следует понимать, что максимальный напор насос создает при закрытом кране, когда нет расхода,а когда появляется расход воды, то напор насоса начинает снижаться и при полном максимальном расходе, указанном на табличке, напор насоса близок к нулю.

Так что если, например, если на насосе указаны напор Нмах – 35 метров и производительность Qмах=60 литров в минуту, то при давлении 2 бара производительность насоса будет не 60 л/мин, а 30 литров, а при давлении 3 бара соответственно 8 литров в минуту. Эти значения определяются по расходно-напорной характеристике, которая обычно указана в паспорте насоса. Отсюда и получается, что при одном открытом кране вода течет с большим напором, чем при двух и более открытых кранах, когда общий расход для насоса увеличивается. Поэтому чем больше людей в доме могут одновременно пользоваться водой, тем мощней требуется насос. Обычно в магазинах продавцы так и подразделяют типы станций по мощности - на один кран на два или три крана.

Второй момент, который следует учитывать, что максимальный напор и производительность насосов уменьшаются при увеличении глубины всасывания. Так наос с напором Нмах = 35м и производительностью Qмах=60 л/мин при глубине всасывания 3м дает при 2 бар расход 30 л/мин, а при всасывании с глубины 7 метров при 2 барах дает уже только 15 литров в минуту. Причем максимальный напор он может дать уже не 35м, а 35-7=28 метров, что требует уже подстройки реле давления в сторону уменьшения его пределов. Поэтому чем больше глубина всасывания, тем больше должен быть запас у насоса по напору.

Еще один момент, влияющий на параметры насоса – это величина напряжения питания вашей сети. При напряжении меньше 200 Вольт снижается частота вращения двигателя и снижается производительность и напор насоса, а сам двигатель перегревается из-за увеличения рабочих токов. Поэтому в этом случае необходимо использовать стабилизатор напряжения для питания вашего насоса. Стабилизатор должен быть с двукратным запасом по мощности двигателя насоса.

И не забывайте, что производительность насоса зависит и от дебета скважины, т.е. насос может быть мощный, но если производительность самой скважины невелика, то нельзя ожидать от насоса достаточного количества воды.