Электрические водяные насосы. Виды и работа. Как выбрать

Электрические водяные насосы являются главным элементом систем водяного снабжения, полива, откачки и циркуляции воды. От функциональности водяного насоса зависит работоспособность всей системы. Если насос подобран неправильно, с недостаточной мощностью, неподходящей конструкцией для выполнения определенных функций, то неизбежны сбои в работе. При этом потребуется приобретать дополнительное оборудование, либо другую модель электрического насоса.

Чтобы сделать правильный выбор электронасоса для дачи, дома или для других задач, необходимо учитывать особенности конструкции, принцип действия, технические параметры и назначение водяных насосов с электроприводом.

Принцип действия

Общий принцип работы водяных насосов один и тот же, хотя каждый вид насоса имеет свои особенности устройства. При запуске электрического двигателя внутри корпуса образуется состояние вакуума, благодаря чему вода всасывается в эту камеру низкого давления. Далее она перемещается к патрубку выхода и под большим давлением выталкивается по нему в трубопровод или шланг.

Давление в насосе определяет силу выталкивания из него воды (напора), и должно быть достаточным для преодоления сопротивления воды.

Виды электрических насосов для воды

Устройства насосов могут значительно отличаться, и зависят от способа образования вакуума в корпусе.

По способу создания вакуума электрические водяные насосы делятся:

• Центробежные насосы.
• Вибрационные (электромагнитные).
• Вихревые.

По расположению корпуса насоса относительно водоема или емкости с водой насосы делятся:

• Поверхностные насосы.
• Погружные помпы.

По устройству и количеству выполняемых функций насосы разделяют на:

• Дренажные.
• Скважинные.
• Колодезные.
• Мотонасосы.

Центробежные электрические водяные насосы

Устройства такого вида на практике применяются в различных областях: как бытовых, так и промышленных. Принцип их действия заключается в образовании в корпусе центробежной силы. С помощью нее создается напор, и вода движется. Колеса и лопасти вращаются и засасывают воду, а на выходе выталкивают ее наружу.

В зависимости от устройства и назначения насосы делятся на несколько групп:

• Погружные.
• Поверхностные.
• Вертикальные.
• Горизонтальные.
• Консольные.
• Многоступенчатые.
• Моноблочные.

Все детали устройства насоса выполнены из материалов, обладающих высокой прочностью, и не изнашиваются, кроме уплотнений и подшипников. При проектировании электрических насосов расчет производят с учетом их непрерывной работы. Поэтому они сконструированы так, чтобы их техобслуживание было оперативным и простым. Насосы способны функционировать при повышенных температурах и в агрессивных химических средах. Их параметры зависят от особенностей устройства каждой модели. Существуют такие конструкции, которые могут работать при 350 градусах.

Преимущества

• Прочная конструкция.
• Длительная эксплуатация.
• Невысокая стоимость.
• Повышенный КПД.
• Возможность монтажа дополнительных автоматических систем.

Недостатки

• Скачки напряжения в электрической сети отрицательно влияют на функционирование насосов.
• Воздушная пробка, образовавшаяся в отверстии входа, способна остановить функционирование насоса.
• Необходимо заполнять водой корпус насоса, так как незначительная центробежная сила в корпусе не дает возможности всасывания воды.

Консольные насосы широко используются для перекачки жидкостей с примесями и небольшими твердыми частицами.

Одноступенчатые насосы горизонтального вида применяются для снабжения водой дома.

Многоступенчатые исполнения насосов могут создать мощный напор воды путем установки нескольких одноступенчатых насосов, соединенных последовательно.

Бытовые электрические водяные насосы для полива чаще всего покупают центробежного вида, так как их в дальнейшем можно вмонтировать в систему отопления, действующую от скважины.

Центробежные насосы погружного и полупогружного типа имеют преимущество в том, что погружные модели легко устанавливать, а полупогружные легко обслуживать. Для монтажа погружного насоса, для него требуется наличие некоторых условий. Установка довольно трудная, но многие жители домов выбирают погружные насосы. К недостатку таких можно отнести их чувствительность к разным загрязнениям, например, песка.

Вибрационные электрические водяные насосы

Могут применяться для сада или дома. Их принцип действия основан на электромагнитном поле, образующемся катушкой, которая втягивает металлический сердечник. При этом создается пониженное давление, и вода засасывается в гидросистему. При возрастании давления включается клапан и вода выталкивается через выходной патрубок. Для непрерывной подачи воды в насосе установлена диафрагма.

Вибрационные насосы обычно монтируют в автономные водоснабжающие системы, а также применяются для орошения.

Преимуществом

Вибрационных является возможность перекачки грязной воды, что очень удобно для очистки колодца или скважины в целях профилактики. При этом не потребуется устанавливать другой вид насоса. При перекачке загрязненной воды производительность насоса значительно снижается. Стоимость вибрационных насосов невысокая, устройство долговечное и надежное, так как нет трущихся деталей.

Недостатком

Вибрационных являются перебои в работе из-за перепадов напряжения. Поэтому совместно с насосом целесообразно приобретать стабилизатор напряжения. Вибрационные насосы не рекомендуется применять в маленьких скважинах.

Особенности работы вихревых насосов

Вакуум в корпусе насоса создается с помощью вихревого колеса, который выполнен в виде металлического лопастного диска, который закручивает воду в корпусе насоса по спирали, подобной вихрю. Основным преимуществом вихревых насосов является мощный напор. При одинаковых габаритных размерах, массе и скорости вращения с центробежной моделью, вихревой насос создает более мощный напор. Поэтому диаметр корпуса вихревого насоса значительно меньше центробежного.

Вихревые насосы стали популярными при поливе огородов и садов, так как они способны создать высокое давление воды. Также их используют для создания циркуляции воды в системах водоснабжения домов и загородных дач, если требуется повышение давления в трубопроводах. От центробежных насосов они выгодно отличаются тем, что не чувствительны к проникновению воздуха во входной трубопровод. Небольшие габаритные размеры расширяют их сферу использования.

К недостаткам вихревых помп можно отнести чувствительность к проникновению абразивных элементов в воду. При их значительном содержании в воде в работе насоса возникнут перебои, которые быстро выведут его из строя.

Погружные насосы

Водяные погружные помпы применяются для домов и садовых участков, для длительного пользования. Такие насосы подходят для установки системы водоснабжения из скважины большой глубины. Вся линейка моделей погружных насосов снабжена автоматической защитой от отсутствия воды в насосе.

Электрические водяные насосы устанавливают так, чтобы они не касались дна, но уровень воды должен быть выше насоса на 1 метр. Такая установка необходима для:

• Предотвращения попадания в корпус насоса абразивных частиц.
• Поддержания запаса уровня воды в водоеме. При смене сезона уровень может понизиться.
• Обеспечения эффективности охлаждения электродвигателя.

Поверхностные электрические водяные насосы

Для выполнения полива огородных посадок оптимальным вариантом являются поверхностные насосы. Они применимы при наличии какого-либо водоема, например, колодца. Такие насосы еще называют колодезными . Они легко снимаются, их можно быстро перенести на другое место, или снять на хранение. Поверхностные помпы также способны работать в скважинах, имеющих глубину не больше 8 метров. Диаметр насоса при этом не имеет значения, так как в скважину вставляют не насос, а шланг.

Для правильного использования поверхностных насосов, необходима предварительная подготовка помещения для его установки. В помещение не должна проникать влага, попадающая на электродвигатель. Все устройство можно размещать на сухом грунте.

Кроме рассмотренных видов электрических насосов существуют такие, как: фонтанные , для орошения из реки, фекальные , бочковые , для подачи воды из бочки, а также канализационные насосы .

Дренажные насосы

Такие электрические водяные насосы не требуют специального технического обслуживания, и способны функционировать продолжительное время. Компактные габаритные размеры дают возможность легко перемещать его в нужное место. Чаще всего дренажные насосы оснащают поплавковым устройством, способным отключить насос, если вода закончилась.

Фекальные насосы

Такие помпы применяются для откачки грязной воды с различными примесями. Насос снабжен режущим механизмом, измельчающим волокнистые элементы, находящиеся в воде.

Советы по выбору

На рынке представлены электрические водяные насосы разных марок с различными параметрами.

При выборе параметров насоса следует обратить внимание на эксплуатационную характеристику – производительность. Это параметр определяющий количество перекачиваемой воды за одну минуту. При оценке расхода воды следует определить число людей, проживающих в доме, наличие сантехники, стиральных машин и других потребителей воды.

Насос должен обеспечить необходимое давление в водопроводной системе. При недостаточном давлении устройства, требующие для работы наличие воды, не смогут полноценно работать, так как воды будет не хватать. В то же время, избыток давления также станет проблемой, и может привести к аварии.

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.