Из чего состоит и как работает автоматический насос для воды

Насосное устройство является главным решением в вопросе водоснабжения частного дома. При наличии скважины такой прибор способен обеспечить водой всех членов семьи и сантехнические приборы. Причем в расчет берутся не только технические характеристики, функциональность устройства, но и степень автоматизации. Автоматический насос для воды не требует постоянного контроля, а его включение производится при открытии крана. Такие приборы дают постоянный равномерный напор и более экономно расходуют электричество. С их помощью домашний водопровод фактически выходит на уровень городской линии водоснабжения.

Особенности автоматических насосных аппаратов

Классификация автоматических устройств довольно широка. Автоматический насос разделяется по ряду критериев:

• размещения относительно скважины или колодца;
• целевое назначение;
• используемые в конструкции узлы и материалы;
• производительность и напорный показатель;
• частота подачи и ее стабильность;
• длина сетевого кабеля.

К сегменту автоматических аппаратов относится фактически любой электронасос, на базе которого используется контрольная автоматика. В плане конструкции и выполняемых функций все автоматическое оборудование делиться на несколько типов. Но, независимо от типа, все приборы работают на схожем принципе.

Как работает реле давления

Наиболее простым вариантом автоматического оборудования для насосных аппаратов является регулятор давления. Состоит устройство из двухпозиционного реле и переходника под трубопровод. Некоторые модели дополняются манометром для внешнего контроля над прибором.

Реле давления эффективно работает с гидроаккумулятором. Установленный на насосы, гидроаккумулятор отвечает за выравнивание давления во всей линии трубопровода. Состоит гидравлический бак из двух камер, разделенных мембраной. При поступлении жидкости в нижнюю камеру бака, мембрана растягивается. А в случае, когда жидкость выходит, стягивается назад, толкает жидкость дальше и напор в трубе не ослабевает. За счет гидроаккумулятора во всей магистрали поддерживается одинаковый показатель давления.

Реле рассчитано на две основных функции. Первая функция отвечает за крайнее нижнее положение мембраны. Если мембрана полностью расслаблена, значит воды в баке почти не осталось и давление в системе падает. Реле посылает сигнал, и сразу происходит включение насоса.

Когда мембрана переходит в крайнее верхнее положение, давление в линии повышается. При этом снова срабатывает реле и происходит отключение насосного устройства. В большинстве моделей положение «включение» и «выключение» настраиваются по желанию пользователя.

Реле давления является наиболее примитивным способом автоматизировать насосы. С помощью такого прибора чаще всего производится автоматизация насосных установок для частного дома, где нет необходимости в сложных программах подачи и расхода воды.

Для более сложных процессов и устройств используются устройства более сложных конструкций.

Типы насосной автоматики

По наиболее общей классификации выделяется три типа автоматических устройств, рассчитанных на насосы для водоснабжения, водоотведения, циркуляционные варианты. Все они отличаются в плане конструкции и по степени автоматизации (количество обеспечиваемых автоматически процессов).

Первый тип автоматических приборов

В эту категорию входят простые контрольные механизмы, рассчитанные исключительно на включение и выключение насосных устройств. Они устанавливаются на поверхностные насосы и погружной тип скважинных, колодезных, дренажных аппаратов. Также ними могут комплектоваться простые насосные станции и циркуляционные модели.

К таким приборам относятся:

• поплавковые выключатели;
• устройства, блокирующие агрегат на случай сухого хода;
• реле давления.

Поплавковый выключатель представляет собой пластиковый поплавок, который используется с погружными вариантами скважинного, колодезного, дренажного аппаратов. Благодаря полой конструкции и небольшому весу, такое устройство постоянно плавает на поверхности и активируется по уровню воды. Пластмассовый поплавок соединен с переключателем. Если глубина источника падает ниже допустимой, переключатель активируется и насосы тут же отключаются.

Автоматизированный таким образом аппарат защищен от сухого хода, а также от максимального обмеления источника, если это не выгодно пользователю.

Блокиратор сухого хода отслеживает давления воды для насоса и заставляет устройство отключаться, если внутри рабочей камеры нет жидкости. Состоит прибор из пластикового корпуса, внутри которого расположены два контакта, подсоединенных к эластичной диафрагме. Когда электронасос заполняется жидкостью, вода давит на диафрагму, контакты смыкаются и устройство работает стабильно. Если давление не достаточное – контакты размыкаются и электромотор выбивает автомат.

Такое автоматическое оборудование переоснащает в насос автомат поверхностные скважинные насосы.

Что касается реле давления, то его принцип действия был описан выше. Стоит заметить, что преимуществами такого устройства является дешевизна и надежная конструкция.

Второй тип насосной автоматики

Второе поколение автоматики представлено боле сложными конструкциями и количеством выполняемых функций. Такие устройства, как правило, работают на основе электронной схемы и целого ряда датчиков. Датчики устанавливаются не только на насосный агрегат, но и на разных участках трубопровода, возле кранов и сантехники.

В отличие от первого типа индикаторов, в таком оборудовании уже не используется гидравлический бак и другие дополнения, автоматика напрямую контролирует насосы. Когда включается один из кранов или начинается подача воды в сантехнические приборы, срабатывает один из датчиков. Сигнал передается на микросхему, а с ее помощью активируется помпа, постоянно подкачивающая воду до закрытия крана.

Особенностью таких электронных блоков является и универсальность. Один блок способен контролировать сразу несколько процессов, к которым относится:

• аварийная деактивация насосного прибора в случае повышения температуры мотора или резких перепадов в сети;
• регуляция температуры;
• отслеживание уровня жидкости в рабочей камере и в источнике;
• защита от холостого хода.

Но, несмотря на явные преимущества техники, есть здесь и пару недостатков. Электронные контрольные блоки очень чувствительны к условиям работы, отличаются высокой стоимостью и ремонтируются только в специальных мастерских.

Третий сегмент автоматических контроллеров

Последний тип устройств также представляет электронная автоматика. Но, в отличие от второго типа, эти приборы обладают сложной системой настройки и более тонко контролируют работу насосных аппаратов.

Таким блоком оборудуется автоматический напорный насос для многоэтажных домов и многосемейных квартир. Конечно, устройство можно установить и на домашний насос повышения давления, работающий на дачном участке или в частном дому. Но, как правило, стоят такие установки на порядок выше простой электроники и позволить их себе могут далеко не все.

Рассчитано устройство не на включение и выключение насоса, а на контроль работы двигателя аппарата. Электромоторы большинства моделей насосной техники могут работать в нескольких режимах, но их переключение не позволяет реализовать простая система управления. Это приводит к тому, что даже при небольшом расходе жидкости, аппарат включается на полную мощность и соответственно расходует больше электроэнергии, быстрее изнашивается.

Электронные блоки третьего поколения включают устройство ровно в той степени, которая необходима. При включении крана на несколько секунд, двигатель будет работать на 30-50 %, что сэкономит электричество и ресурс механизма.

Кроме того, электронные блоки третьего типа выполняют функции и двух предыдущих типов, включая регуляцию температуры, блокиратор сухого хода, защиту от перепадов напряжения. Дополняется набор индивидуальными алгоритмами работы, предусматривающими детальную настройку каждого режима работы.

Повышающий автоматический насос для воды

Помимо дополнительной автоматики, которая устанавливается на насосную технику, есть и изначально автоматические модели насосов. Это, преимущественно, повышающий аппарат для отопительных контуров. Ручное управление в таких моделях не рационально, так как они напрямую врезаются в систему, со стабильной подачей жидкости. Но, и постоянная работа агрегата не целесообразна и требует высоких затрат электричества.

В этом случае автоматика изначально встраивается в прибор. Работает такой автоматический насос на основе проточного датчика и электронной микросхемы. Вода в такой насос попадает через впускной патрубок, дальше поток усиливается посредством крыльчатки, и жидкость выталкивается в выпускной патрубок. Датчики потока устанавливаются либо на впускном патрубке, либо внутри рабочей камеры.

Когда поток в линии ослабевает, уменьшается давление и на датчик устройства. Сигнал с датчика попадает на микросхему и прибор включается. Режим работы и длительность включения выставляются специальным переключателем на корпусе устройства.

Основной задачей циркуляционных повысительных моделей является равномерное распределение температуры в контуре. Поэтому насосы такого типа часто дополняются термореле, которое срабатывает при понижении температуры на одном из участков.

Как выбрать водяной насос для частного дома: виды и конструкция насосов, критерии выбора и рейтинг лучших моделей

Для водоснабжения частного дома из скважины или колодца применяют насосы. Они различаются конструкцией и принципом действия, которые влияют на производительность.

Водяной насос для частного дома.

Конструкция и принцип действия водяных станций

Погружные модели опускают в воду, где они охлаждаются при работе. Для защиты от перегрева при падении уровня жидкости они имеют встроенную автоматику. Поверхностные модели устанавливают на удалении от источника в помещениях с постоянной плюсовой температурой. Вода всасывается через трубу, опущенную в источник.

В отдельный вид можно выделить насосные станции – компактные водонапорные комплексы.

На общей станине смонтированы:

• поверхностная помпа;
• накопительный мембранный бак;
• автоматика из реле давления и манометр.

Любые насосы для воды в частном доме – поверхностные и погружные – редко используются без гидроаккумулятора. Это может быть большая емкость, установленная на чердаке дома. Чаще применяется мембранный бак, который входит в комплект малогабаритных водных станций или устанавливается отдельно. Он защищает систему от гидроударов, в нем создается запас воды.

Гидроаккумулятор разделен надвое эластичной мембраной. Когда электронасос включается, во вторую часть бака закачивается вода. Под ее воздействием мембрана сжимается, создавая давление в водопроводе. Его уровень контролирует реле, которое отключает помпу при достижении верхнего заданного порога.

Принцип работы насосных станций.

Если открыть кран, в него из бака начинает поступать вода. Давление постепенно снижается; когда оно достигает нижнего уровня 1,5 атм, реле включает электродвигатель. Вода вновь начинает закачиваться в систему, цикл повторяется. Стабильное давление, которое поддерживается автоматически, позволяет подключать любые бытовые приборы, организовать автополив участка.

В насосных станциях преимущественно установлены помпы центробежного типа. Единственный их недостаток – шумность в работе.

• могут качать воду, содержащую примеси песка;
• КПД бытовых моделей достигает 70%;
• объем прокачиваемой жидкости до 20 м³/час;

Принцип работы простой: вода поступает на центробежное колесо и выталкивается через патрубок. Выпускаются многоступенчатые модели с несколькими центробежными колесами в отдельных камерах. На каждом последующем повышается давление. Напор, создаваемый бытовыми центробежными электронасосами, превышает возможности помп других типов и достигает 300 м.

Вихревые насосы применяются в станциях реже. Они всасывают воду лопастями, работают почти бесшумно. Высота подъема не превышает 100 м, а объем прокачки 5 м³.

Станции от производителей оснащаются в большинстве поверхностными электронасосами. Их важное преимущество – возможность использовать в самых узких скважинах диаметром 32 мм, куда погружная помпа не войдет. Опускают шланг, через который засасывается вода с глубины 7-10 м.

С большей глубины воду качают погружными электронасосами. В быту применяются несколько видов, среди них есть центробежные и вихревые. Используют также винтовые электронасосы, которые подают воды до 15 м³/час на высоту 100 м. Рабочая часть в них – змеевидный винт, который всасывает жидкость и проталкивает в выходной патрубок.

Для колодцев используют вибрационные электронасосы. В них под воздействием электромагнита быстро перемещается мембрана, засасывая воду. Они прокачивают до 1,5 м³/час жидкости, предельный напор 80 м. К достоинствам относится быстрая установка и демонтаж, долговечность. Преимущественно используют сезонно дачники для полива участка, других хозяйственных нужд.

На что обратить внимание при выборе

На выбор станции для водоснабжения дома влияют многие факторы.

Внимание обращают прежде всего на технические параметры:

• мощность двигателя;
• объем воды, которая перекачивается за 1 час или минуту;
• вместимость гидроаккумулирующего бака;
• высота водяного столба, который может создать помпа.

Характеристики объема перекачиваемой воды и напора производителем указываются максимальные. Это не значит, что они будут реализованы. Например, в паспорте указан напор 40 м, но он не учитывает расхода воды, а создается, когда закрыты все краны.

Кроме технических характеристик, при покупке обращают внимание на особенности моделей:

• Наличие поплавкового выключателя. Он разрывает цепь электропитания при падении уровня воды до отметки, опасной для двигателя.
• Реле сухого хода устанавливают по желанию покупателя. Назначение аналогичное поплавковому выключателю, но другой принцип действия.
• Размер взвешенных частиц песка в воде. Он указывается в паспорте, в соответствии с качеством воды в источнике подбирают модель.
• Встроенный обратный клапан, вес и габариты, продолжительность и возможности гарантийного сервиса. Эти характеристики менее важные, но влияют на выбор.

Немалую роль играет материал, из которого изготовлен корпус и основные узлы. Это сказывается на долговечности, цене и рабочих характеристиках.

Самые дешевые – насосы с полипропиленовым корпусом. Он не корродирует, при работе создается минимальный шум. Требует осторожного обращения, поскольку легко повреждается. Рабочие органы также пластиковые, все вместе понижает вес изделия.

Помпа в чугунном корпусе работает еще тише, но материал подвержен коррозии, большой вес. Нержавеющая сталь устойчива к агрессивной среде, но изделия из нее самые дорогие, сильно шумят.

Учитывают дебит источника – производительность агрегата должна быть несколько меньше притока воды. Модели неизвестных производителей лучше не брать. Некоторые из них применяют устаревшую технологию уплотнения вала двигателя сальниками. Они через некоторое время теряют плотность, при высоком давлении начинают пропускать воду. Современное технологическое решение – графитовые кольца.

Не используют насосы для скважин в колодцах, даже если они подходят по техническим параметрам. Колодезные помпы рассчитаны на подъем воды в большом объеме с малым напором. Скважинный электронасос создает более высокий водяной столб. В колодце он будет работать, перекачивая большое количество воды при малом напоре, что вредно для него.

Расчет данных для выбора прибора

Чтобы подобрать подходящий насос для воды в частном доме, производят расчеты.

• Расход жидкости, которую обеспечивает помпа.
• Высота всасывания – расстояние по вертикали от водяного зеркала до впускного патрубка агрегата.
• Высота нагнетания – разница между уровнем выпускного трубопровода и наивысшей точкой магистрали.
• Давление в магистрали. Начальное в колодце или безнапорной скважине равняется 1 атм. Конечное – необходимое для домашнего водопровода.
• Потери давления – определяются качеством стенок, расходом жидкости. Для упрощенных расчетов считают, что с каждыми 10 м трубопровода оно падает на 1 атм.

• объем воды по паспорту – 20 м³/час;
• от помпы до водяного зеркала – 5 м;
• высота водяного столба – 3 м;
• суммарные потери давления (5 м + 3 м) : 10 = 0,8 м;
• конечное давление принимают 1 атм или 9,8 м.

Используя эти данные, рассчитывают напор воды в системе: 5 + 3 + 0,8 + 9,8 = 18,6 м.

Дальше узнают требуемую мощность электродвигателя – P. Используется формула: P = 2,725 × R × N. Здесь R – расход (м³/час), N – напор (м). Используя данные из вышеприведенного примера, делается расчет: P = 2,725 × 20 × 18,6 = 1,013 кВт. С работой справится двигатель мощностью 1,1 кВт.

Рейтинг лучших насосов воды для частного дома

Насосы выбирают с учетом целей, для которых они нужны. Для полива огорода и технических нужд часто пользуются вибрационными помпами. Есть множество моделей, но самая совершенная – Водолей. Существует большой модельный ряд с различными характеристиками.

Для забора воды с примесями монтируют дополнительный фильтр. Производители колодезных насосов Grundfos оснащают свои изделия поплавковым устройством, которое забирает чистую воду с поверхности. Дополнительная фильтрация в доме не требуется.

Рейтинг лучших моделей насосных станций.

Для постоянного водоснабжения дома первые места в рейтинге насосных станций занимают:

• NeoClima GP 600/20 N (Греция) – для колодцев, корпус выполнен из нержавеющей стали. Стоимость около 6 тыс. руб.
• Quattro Elementi Automatico 801 – центробежный электронасос, поднимает воду из глубины 8 м на высоту 40 м. Цена 6 тыс. руб.
• Al-Ko HWF 1000 – поверхностная помпа производительностью 4 м³/час. Продается за 6 тыс. руб.
• Джилекс Джамбо 60/35 Ч-24 – с гидроаккумулятором большей вместимости – 24 л, производительность 3,6 м³/час. Цена 9 тыс. руб.
• VMtec Altera Auto 5/5 – мощный двигатель 1,5 кВт, напор 58 м, нержавеющий корпус. Стоимость – 33 тыс. руб.
• Grundfos CMB-SP SET 3-47 (PM 1-22) – поверхностная станция из нержавеющей стали производства Дании. Стоимость 33,5 тыс. руб.

Лучшие в рейтинге среди погружных насосов Джилекс Водомет Проф – усовершенствованные конструкции модельного ряда Водомет. 7 модификаций различной производительности стоимостью от 8 тыс. руб. до 20 тыс. руб.

Оптимальные по соотношению цены и качества итальянские модели Pedrollo, Speroni, Dab. Стоимость ниже, чем у Grundfos, но материалы, исполнение качественные.

Как установить насосное оборудование

Поверхностные насосные станции размещают рядом с источником в приямке, кессоне, отдельном домике или в помещении. Важно соблюдать требования: сухость и постоянная плюсовая температура. Уличные сооружения гидроизолируют, утепляют. Устраивать кессон на даче с сезонным проживание нерационально – большие затраты. Оборудование устанавливают в ящике, а на зиму забирают в помещение.

Погружные помпы опускают в источник на тросе, зафиксировав на перекладине, уложенной на оголовке. Ее делают из трубы, уголка, металлопрофиля. В колодце можно опустить ниже, вбив поперечину в щели между кольцами или проделанные отверстия. Глубинное водоподъемное устройство размещают по центру скважины, шахты, чтобы оно не касалось стенок. Гидробак и автоматику располагают в теплом помещении или рядом с источником, обеспечив сохранность от холода и влаги.

Необходимо протянуть линию электроснабжения. Если оборудование установлено рядом с источником, длины штатной проводки может не хватить. Используют медный многожильный кабель, который подключают к заземленному щитку с автоматами. На другом конце кабеля должна быть качественная розетка с заземлением, керамической сердцевиной и латунными контактами. К ней подключают вилку от штатного электрического шнура помпы.

Вместе с погружным водяным насосом в скважину опускают заборный шланг и электрокабель. Их прикручивают хомутами к тросу, обеспечивая легкое провисание. Это предохранит систему от поломок. Вся нагрузка должна приходиться на трос.

Для подачи воды в дом используют полиэтиленовые трубы. Их прокладывают в траншее, желательно ниже точки промерзания грунта. Не помешает надежное утепление, чтобы гарантировать, что вода в магистрали не замерзнет.

Через пластиковые фитинги трубы легко подключаются к насосу и внутренней системе. Схема подключения оборудования стандартная, включает гидроаккумулирующий бак, манометр и автоматику. Станции собираются производителем на общей станине. Если используется погружная помпа, гидроаккумулятор и автоматику размещают отдельно. Для подключения водопровода применяют штуцер на 5 входов.