Водяной насос высокого давления: принцип работы, особенности использования

Жители загородных поселков, территории которых не подключены к центральным магистралям водоснабжения, вопрос подачи воды решают путем обустройства автономных систем. В реализации поставленной задачи водяной насос высокого давления играет ключевую роль. Его главная работа – стабилизировать напор в системе. Какой ассортимент водяных насосов предлагает рынок и по каким критериям выбирать оборудование, рассмотрим подробнее.

Содержание статьи:

• Предназначение и виды агрегатов
  • Когда нужен насос высокого давления
  • Альтернативные меры повышения давления
• Виды и действие помп высокого давления
  • Агрегаты с сухим ротором
  • Приборы с мокрым ротором
• Деление по способу создания вакуумной камеры
  • Устройства центробежного типа
  • Вибрационные электромагнитные насосы
  • Вихревые модели помп
• Ведущие производители и популярные модели
• Особенности выбора оборудования
  • Определение производительности агрегата
  • Рекомендуемый напор устройства
• Видео-обзоры оборудования высокого давления

Предназначение и виды агрегатов

Независимо от того, откуда осуществляется забор воды – из ближайшего водоема, специально обустроенной скважины, колодца, автоматическую подачу ее на участок можно осуществить с помощью обычного насоса.

Но для нормальной работы бытовой техники напор воды в системе должен составлять не менее 2,5 атмосфер и при этом не превышать 6 атмосфер. А этого параметра можно достичь только путем устройства системы поддержания постоянного давления. Для этой цели задействуют разнообразные варианты насосов высокого давления для воды.

Когда нужен насос высокого давления

Прибор для повышения и поддержки напора воды в автономной системе применяют тогда, когда напор настолько низок, что использовать воду для работы бытовой техники не представляется возможным. Установка насоса допустима, но не особо рекомендована для стабилизации параметров давления в квартирном контуре, если жильцы испытывают реальный дефицит воды.

Этот тип водяных насосов призван повышать давление в индивидуально обустроенном водопроводе, если для обеспечения нормального напора мощности водоподъемного насоса не хватает

Использование устройства будет актуально, если давление в системе составляет не выше 1 — 1,5 атмосфер. Небольшой по размеру прибор можно устанавливать как на общий трубопровод, так и на выход к отдельному бытовому агрегату. К примеру, подключив к трубе, подающей воду на бойлер или стиральную машинку.

В первом случае придется приобретать мощный прибор с хорошими эксплуатационными характеристиками, во втором можно обойтись установкой небольшого маломощностного автоматического насоса.

Функционирование агрегата может осуществляться посредством:

• Ручного управления – предполагает непрерывную работу прибора вне зависимости, осуществляется ли в данный момент подача воды, но при условии, что отключение устройства осуществляется принудительно вручную. Применяют при обустройстве «теплых полов», где поддержание давления в контурах отопления на нужном уровне требуется постоянно.
• Автоматического режима – включение прибора осуществляет система автоматики, например, при открывании крана. Работу регулирует специальный датчик потока: в момент перекрывания крана функционирование насоса прекращается.

Основная функция системы регулировки – включать агрегат при понижении давления и отключать, когда оно достигнет заданного параметра. Ведь понижение давления в магистрали и чрезмерное ее повышение разрушает трубные сочленения и губительно сказывается на работе бытовой техники.

Альтернативные меры повышения давления

Однако установка насоса, призванного стимулировать давление, будет совершенно бесполезна в том случае, если источник обладает малым дебитом. Не поможет он, и если систему время от времени перекрывают. Оптимальным решением в такой ситуации станет применение самовсасывающей насосной станции.

Насосная станция комплектуется на базе одноименной категории насосов, оснащенных инжекторами или без них. Помимо того дополняется гидроаккумулятором, предназначенным для запаса воды. Он внешне похож на обычный бак, только внутри проложена резиновая мембрана с воздухом. Управляет набором оборудования и приспособлений реле давления воды.

В процессе эксплуатации станции в период бесперебойной подачи воды насос наполняет накопительный бак водой, откуда ее впоследствии и расходует

Установка самовсасывающей насосной станции эффективна и в том случае, когда в цокольном этаже дома давление нормальное, а на расположенных выше ее совсем нет.

Аккумулированную воду в дальнейшем можно будет расходовать вне зависимости от того, присутствует ли вода в системе, что особо актуально при частых перебоях с ее подачей. Существенным недостатком таких установок является громоздкость конструкции из-за наличия гидробака и шумность оборудования в процессе работы.

Вместо гидробака можно использовать обычную накопительную емкость, в которой будет аккумулироваться вода в период поставки с нормальным напором. Установить ее можно на высокой эстакаде или на крыше дома, а во время перебоев использовать запас.

Один из вариантов устранения проблемы нехватки давления — установка накопительной емкости

Виды и действие помп высокого давления

Перед решением установить стимулирующее насосное устройство следует оценить состояние трубопровода. Не исключено, что дефицит давления происходит из-за забитых осадком труб. Если выйти из затруднительного положения можно только путем установки прибора, то с их технической спецификой стоит ознакомиться подробней.

Принцип работы помп высокого давления, независимо от варианта рабочего органа и типа конструкции, одинаков. Прибор в процессе функционирования рабочего узла создает внутри полости вакуумное пространство, за счет которого происходит всасывание воды.

За счет создания вакуумного пространства вода «затягивается» из источника в камеру, а затем под действием высокого давления проталкивается через выходной патрубок

В продаже представлены модели универсального типа, подходящие для воды любой температуры, и те, которые можно применять только в холодной либо только в горячей среде.

В зависимости от способа охлаждения работающего мотора агрегаты бывают двух типов: с сухим и с мокрым ротором.

Агрегаты с сухим ротором

Модификации с сухим ротором трудно спутать с мокрыми аналогами. У них асимметричная форма с явным перевесом в сторону силовой части прибора. Дело в том, что двигатель его оборудован крыльчатым устройством охлаждения, т.к. не омывается в процессе работы водой.

Из-за асимметричной формы и смещения оси в сторону мотора «сухие» модели оснащаются консольными приспособлениями для дополнительной фиксации на стене.

Перекачивающие приборы, оснащенные сухим ротором, славятся высоким уровнем производительности и задействуются при необходимости водоснабжении больших площадей

За счет того, что двигатель в таких моделях от гидравлической части отделен на торце оси сальниковым уплотнителем, служат они гораздо дольше «мокрых». Правда, уплотнитель, как и подшипник качения, имеет свойство изнашиваться и нуждается в периодической замене.

По этой причине агрегаты, оснащенные сухим ротором, требуют более частого технического обслуживания и регулярно производимой смазки трущихся деталей. Еще минус — «сухие» приборы шумят, потому место для их установки следует тщательно продумать.

Приборы с мокрым ротором

Проточные агрегаты предполагают охлаждение за счет перекачиваемой воды. При этом ротор устройства помещен в водную среду и изолирован водостойкой заслонкой от статора.

Агрегаты с мокрым ротором отличаются низким уровнем создаваемых шумовых помех. Они часто применяются для систем водоснабжения при обогреве жилых помещений.

Устройства этого типа имеют модульную конструкцию, благодаря чему без труда разбираются на составные узлы при необходимости замены отдельного элемента

Используемые при сборке конструкции подшипники скольжения не требуют дополнительного обслуживания. Однако «мокрые» насосы меньше служат и проигрывают «сухим» агрегатам по параметрам создаваемого давления. Есть ограничения по направлению монтажа — можно исключительно горизонтально.

Существенным недостатком помп этого типа является уязвимость при работе с грязной водой, посторонние включения которой способны вывести прибор из строя.

Деление по способу создания вакуумной камеры

Механизм работы этого типа устройств основывается на реакции вытеснения. Процесс откачки осуществляется под действием изменения размеров рабочей камеры. Величина образующегося вакуума напрямую зависит от степени герметичности рабочей камеры.

Величина вакуума может подвергаться регулировке. За счет этого давление в отдельных местах системы может увеличиваться, либо же, напротив, уменьшаться.

Вакуумные насосы в большинстве конфигураций имеют форму цилиндра, внутри которого встроен оснащенный рабочим колесом вал или импеллер

Вал – ведущий рабочий инструмент механизма. Оснащенное лопастями рабочее колесо выполняет вращательные движения. Под действием движущихся по кругу лопастей осуществляется захват находящейся в рабочей камере жидкости. По мере вращения формируется центробежная сила. Она же и приводит к формированию жидкостного кольца. Образующееся внутри кольца незаполненное пространство и представляет собой вакуум.

В зависимости от способов, с помощью которых создается вакуумная камера, насосы высокого давления для воды бывают центробежные, вибрационные и вихревые.

Устройства центробежного типа

Центробежные насосы – самый распространенный вид перекачивающих устройств, способных обеспечивать высокое давление в системе. Они перекачивают воду за счет вращения закрепленного внутри спиралеобразного корпуса рабочего колеса. Рабочее колесо представляет собой два скрепленных диска, между которыми зафиксированы лопасти в направлении противоположном потоку поступаемой жидкости.

Центробежные станции оснащаются гидробаками, обеспечивающими запас воды на случай нехватки и перепадов давления, и устройствами автоматического управления

В процессе вращения формируется центробежная сила, которая и стимулирует вытеснение потоков воды из центра камеры, откидывая ее в дальние участки. За счет этого уровень давления в центре вращающегося рабочего колеса понижается, а вода начинает поступать во внутренности корпуса.

Центробежные приборы в большинстве исполнений снабжаются гидроаккумуляторами. С напорными трубопроводами они соединяются с помощью патрубков разных диаметров.

Если объема гидробака насосной станции недостаточно, она может быть применена как агрегат, поставляющий воду в накопительную емкость

Оборудование центробежного типа способно обеспечивать бесперебойную подачу воду при высоком напоре. Единственное условие эксплуатации – при запускании агрегата необходимо заполнение корпуса водой. У центробежной разновидности есть ограничения: качать воду они не могут с глубины более 8 м, но в качестве дополнения в системе повышения давления из нескольких насосов и накопителей вполне пригодны.

Вибрационные электромагнитные насосы

Принцип работы вибрационных насосов основан на способности магнита за счет действия переменного тока поочередно притягивать к себе, а затем отпускать тандем якорь-поршень. Изменение полярности якорь совершает чередующиеся движения. В течение одной секунды положение якоря может меняться несколько десятков раз.

Благодаря отсутствию в электромагнитных устройствах вибрационного типа вращающихся деталей они считаются самыми надежными и долговечными

В результате вибрационных колебаний вода сначала всасывается в рабочую камеру, а затем выталкивается через клапан в напорный патрубок. Вибрационный агрегат может работать в паре центробежным собратом или нагнетать запас воды в накопительную емкость.

Вихревые модели помп

В полости корпуса таких агрегатов расположен плоский диск, оснащенный радиально зафиксированными лопатками. Вращение колеса с периферическими лопатками и создает вакуум.

Под действием вращения диска жидкость попадает в специально обустроенную полость корпуса, а затем, пройдя сквозь камеру, выталкивается наружу

Вихревые устройства славятся высокой силой всасывания. Им не страшно присутствие в воде воздушных пузырьков. Но они уязвимы к наличию в жидкости взвешенных частиц и потому имеют ограниченную область применения. Поскольку вихревые устройства быстро ломаются при перекачивании грязных вод, их не рекомендуется использовать при обустройстве песчаных скважин и колодцев.

Ведущие производители и популярные модели

Среди проверенных мировых брендов, пользующихся наибольшей популярностью, стоит выделить:

• «Grundfos» — датская компания делает ставку на насосы, имеющие циркуляционную систему работы, которые отличаются небольшими объемами.
• «CatPums» — особенностью оборудования, выпускаемого под этим брендом, является низкая пульсация механизмов при максимально высоком давлении.
• «Wilo» — немецкий концерн специализируется на выпуске малогабаритных насосных станций, оснащенных встроенными гидроаккумуляторами.
• «Sprut» — особенностью насосов для повышения давления этой торговой марки является требование к чистоте и температуре воды.

Перечисленные выше производители свою продукцию изготавливают по проверенной технологии, гарантирующей надежность насосного оборудования. Они обладают защитой от перегрузок, цикличности и «сухого хода».

Ценовой диапазон маломощностных моделей насосов варьируется в пределах 30-50 у.е. Более производительные образцы, оснащенные системой автоматики, можно приобрести в районе 70-100 у.е. Насосные станции обойдутся по цене в пределах 80-150 у.е.

Компактные и небольшие по весу агрегаты удобно использовать как при обустройстве индивидуального водоснабжения, так и для эксплуатации в квартире

Среди моделей среднего ценового сегмента хорошо себя зарекомендовали:

• «Sprut 15WBX-8» — одинарная конструкция с сухим ротором имеет производительность 480 л/час при потребляемой мощности в 90 Вт. Небольшой по весу малогабаритный прибор размещают непосредственно на трубе.
• «Euroaqua 15WB-10» — вихревой электрический агрегат легко справляется с жидкостью, в составе которой присутствует воздух или газ.
• «Cristal 15GRS-10» — модель славится малой энергоемкостью и высоким КПД, отличается способностью подогревать водный поток до показателя в 65 градусов.

Не стоит экономить и приобретать китайские подделки. Ремонтировать их мастера не берутся. Недобросовестные производители собирают их таким образом, чтобы поломка отдельного элемента тут же приводила к потребности в полной замене агрегата.

Особенности выбора оборудования

При выборе насоса стоит ориентироваться на ряд параметров.

Определение производительности агрегата

Этот параметр зависит от возложенной на насос задачи и необходимого расхода воды. При расчете общего расхода воды учитывают хозяйственные и бытовые нужды, ориентируясь на суммарные показатели максимального расхода воды всех функционирующих точках потребления за одну временную единицу.

Определить соотношение производительности и напора устройства поможет график, который большинство производителей прилагают в инструкции к насосам

Производительности насосов среднего ценового сегмента хватает для того, чтобы поднимать давление как минимум на 1-1,5 атмосферы. Если этого недостаточно, систему дополняют насосами повышения давления или стабилизирующими его редукторами.

Бюджетный вариант повышения давления — установка в точке ввода системы в дом или квартиру редуктора

При выборе агрегата следует учитывать и тот момент, чтобы производительность перекачивающего прибора не превышала производительность скважины или колодца. В противном случае при быстром опустошении источника и несвоевременном его пополнении оборудование просто будет работать «всухую». А это может привести к его поломке.

Рекомендуемый напор устройства

Этот параметр задает значение высоты в метрах, на которое агрегат способен поднимать воду. При определении требуемого напора следует учитывать расстояние подачи воды по горизонтали и стандартные потери давления в ходе транспортировки ее по трубопроводу. Если этот параметр рассчитывать по упрощенной формуле, то его значение принимают равным десятой части от общей длины горизонтальной магистрали.

Например, при обустройстве скважины глубиной в 10 метров для подачи воды в дом, расположенный в 12 метрах от водозабора, при условии заведения на ее на высоту в 4 метра от земли напор агрегата рассчитывают, суммируя значения: 10+4+(12:10)=15,2 метра.

Но чтобы получить более точные расчеты, следует учитывать также диаметр трубопровода и потери напора при поднятии воды по трубам, а также прохождении ее по поворотам и узлам. Ведь при недостаточном напоре давление на выходе будет низким. По этой причине при обустройстве водозаборных систем выбирают насосы, способных поддерживать давление в системе в пределах 2-6 бар.

Не стоит для бытовых нужд выбирать агрегаты с более высокими показателями, поскольку создавая повышенные нагрузки, они способны спровоцировать быстрый износ трубопровода и сантехнических приборов

При выборе оборудования стоит также учитывать:

• диапазон рабочих температур;
• создаваемый в процессе работы уровень шума.

В продаже представлены электрические модели и жидкотопливные агрегаты. Первые питаются только от электрической сети. Они могут быть двух- и трехфазными. Вторые – оснащены двигателем внутреннего сгорания. В качестве топлива они используют солярку или бензин.

Наличие системы автоматики существенно удорожает стоимость оборудования. Но высокая цена автоматизированных механизмов, имеющих высокий уровень электрической защиты, полностью окупается, поскольку устройства этого типа более тонко реагируют на изменение ситуации и меньше потребляют электроэнергии.

Видео-обзоры оборудования высокого давления

Видео-обзор насоса для повышения давления:

Вариант обустройства системы с использованием установки, повышающей давление воды:

Ассортимент насосного оборудования представлен на рынке в широком ассортименте. Но специалисты рекомендуют приобретать его в фирменных магазинах. Квалифицированные консультанты салонов помогут выбрать оптимальный вариант в зависимости от поставленных задач и обеспечат гарантийное обслуживание, что особо актуально при покупке дорогостоящего оборудования.