Насосы для водоснабжения Конструкция, параметры, сфера использования

Насос для водоснабжения — гидравлический механизм, использующий энергию приводной силовой установки для напорного перемещения потока воды от ее источника до точек разбора. Движение потока обеспечивает разность давления на выходе из насоса и в трубопроводе, присоединенном к насосу.

Классификация устройств

По принципу работы различают объемный тип насосной установки (жидкость заполняет и вытесняется из рабочего объема) и динамический тип (работают силы инерции без разрыва потока).

Для целей водоснабжения в основном применяются устройства в динамическом исполнении.

Устройство водяного насоса определяется конструкцией рабочего органа:

Центробежные — колеса или лопасти исполнительного органа при вращении, затягивают воду, прижимают к корпусу и выталкивают в выходной патрубок.

Рисунок 1 Центробежный насос

Вихревые — вращающийся металлический диск с лопастями создает спиральный поток воды вихревого типа, что обеспечивает более высокий напор, чем у агрегатов в центробежном исполнении при прочих равных параметрах.

Рисунок 2 Вихревой насос

Вибрационного типа. Колеблющаяся гибкая диафрагма формирует низкое давление в рабочей полости — вода поступает в камеру, при обратном ходе мембраны клапан перекрывает входное отверстие и жидкость под давлением подается на напорный патрубок. Колебательное движение диафрагмы создает электромагнитная катушка.

Рисунок 3 Вибрационный насос

1, 2, 4 — сердечник, катушка, якорь электромагнитного привода; 3, 9 — корпус привода и насоса; 5, 12 — шток и диафрагма; 6 — амортизирующая вставка; 7 — муфта; 8 — упор диафрагмы; 10, 11 — клапан и поршень.

По месту расположения различают поверхностные насосы и погружные устройства.

По основному функционалу использования изделия делят на:

погружные скважинные и колодезные. Колодезный насос имеет больший диаметр, чем скважинный, двигатель охлаждается водой, проходящей через рубашку силового агрегата, за счет этого эффективней используется его мощность;

Рисунок 4 Погружной скважинный и колодезный насос
поверхностные для колодцев, скважин малого диаметра и водоемов;

Рисунок 4 Поверхностный насос
циркуляционные, для горячего водоснабжения;
повысительные насосы для холодного водоснабжения

Основным параметром при выборе устройства являются показатели напора и подачи — с какой глубины и в каком количестве агрегат будет устойчиво доставлять воду.

Насосы для водоснабжения частного дома

В качестве устройств для подачи воды в водяную сеть дома применяют комплекс устройств, обозначаемый как насосные установки (станции). Подобная станция обеспечит необходимое давление в сети и постоянный приток воды к кранам водоразбора, защиту электродвигателя.

Артезианская скважина с погружным насосом

Наиболее надежным автономным источником воды является артезианская скважина с погружным напорным агрегатом и станцией управления. Бурение, обсадка и обустройство подобного объекта довольно затратны, требуют привлечения квалифицированных специалистов.

Насосные установки объединяют в себе насос, емкость для резервного запаса воды, систему контроля и управления. Что позволяет в соответствии с потреблением воды запускать или отключать установку, при проблемах в скважине обеспечивать водоснабжение дома из накопительного резервуара на определенное время.

Ручное управление таким оборудованием не обеспечивает необходимых параметров надежности водоснабжения. В автоматических системах используются блоки управления — реле давления, которые требуют наличия гидроаккумулятора. Устройство изготавливается в виде небольшой емкости разделенной резиновой мембраной от части, заполненной сжатым воздухом.

При работе насоса поступающая в емкость вода прогибает мембрану, что изменяет параметр давления в гидроаккумуляторе. Аккумулятор первая (исходная) точка системы, переток воды на насос перекрывается обратным клапаном. При разборе воды ее уровень в емкости снижается, резиновая мембрана сжимается, а давление падает. Подбором установок срабатывания реле выбираются два постоянных параметра давления: нижний, в емкости критично мало воды — насос запускается; верхний, достаточное давление в аккумуляторе — отключение установки.

В последних поколениях систем управления применена автоматика без гидроаккумулятора, который заменен датчиками в системе, выполняющими функции реле давления.

Насос для колодца или скважины малого диаметра

Для дачного строения, небольшого жилого дома более целесообразно строительство колодца или скважины малого диаметра. Подъем воды обеспечит погружной насос для колодца или установка поверхностного размещения.

В скважину или в проем колодца опускается всасывающий шланг с клапаном насосной установки поверхностного расположения.

Как подобрать агрегат

Рисунок 5 Схема водоснабжения поверхностной насосной станцией

Как пример:

площадку монтажа насосной станции принимаем за нулевой уровень;
расход воды — 40 м3/час, достатчно для дома с проживанием 4 человек (точный расчет можно сделать используя соответствующие таблицы расхода);
вода в колодце стоит на уровне 4 м ниже нулевой отметки (H1);
верхняя точка водоразбора на 15 м выше нулевой отметки (H3);
расстояние от насосной станции до колодца 10 м;
потери напора в трубопроводе 1 м на 10 м общей длины. 4+10+15/10=2,9 м
давление воды в верхнем устройстве водоразбора 1 бар = 9,87 м.

Напор насоса — 4+15+2,9+9,87=31,77 м

Мощность насоса (гидравлическая) определяется

Р (Вт) = 2,725 x Расход (м?/ч) x Напор (м) = 2,725×40х31,77=3,463 кВт.

Рисунок 6 Пример графика напор-расход

В техническом паспорте насосной установки содержится график зависимости напора от расхода воды. Выбранное вами устройство должно соответствовать расчетным параметрам.

Что необходимо учесть

Уровень зеркала воды в источнике не должен быть ниже 8 м от нулевой отметки.

Труба всасывания оборудуется фильтрующим устройством и клапаном обратного действия.

Подключение насосной установки к электросети производится через УЗО и реле максимального тока, заземление обязательно.

При зимней эксплуатации утепляются устье колодца, трубопроводы, помещение насосной станции.

Специальные насосы в системах водоснабжения

Насос циркуляционный обеспечивает постоянное непрерывное перемещение воды в системах теплоснабжения. Для создания значительного напора устройство не предназначено. Насос для горячего водоснабжения создает и поддерживает циркуляцию теплоносителя. При высоте крайней точки сети отопления в 40 м, достаточно напора в 2 м с учетом потерь. Более точный подбор параметров циркуляционных насосов ведется по не сложному, доступному в сети алгоритму.

Рисунок 7 Циркуляционный насос

Повысительные насосы для холодного водоснабжения используются для повышения давления в трубопроводной сети до требуемых бытовыми устройствами и техническими нормами параметров. Насосы предусматривают ручное и автоматическое управление, выпускаются для сетей горячего и холодного водоснабжения.

Рисунок 8 Повысительный насос

Современное насосное оборудование

Рынок технического оборудования предлагает продукцию российской компании Джилекс под маркой «Водомет», СН под брендом «Вихрь», западных фирм Metabo, Pedrollo, Gardena, Marina, Gardena, Ergus, Grundfos.