«...И там пропасть на дне колодца, как в Бермудах, навсегда». Впрочем, лирику в сторону. Ничего подобного предмету нашего дальнейшего разговора не грозит. Речь пойдет о погружных колодезных насосах, которые служат для подъема воды из того же колодца, накопительного резервуара или близлежащего водоема с глубины до 30 м
Прежде чем приступить к рассмотрению разных типов погружных колодезных насосов, ответим на два вопроса:
1. Почему стоит выбрать погружной, а не поверхностный насос?
Есть три основных фактора, свидетельствующих в пользу таких агрегатов. Первый из них — это простой и эффективный способ охлаждения в водной среде, куда погружен насос. Причем если объем воды в резервуаре уменьшится до критической отметки, то прибор автоматически отключится. Поверхностные модели «остывают» на воздухе, который, за счет более низкой теплоемкости, справляется задачей гораздо хуже, чем вода.
Второй фактор касается простоты запуска. Постоянно находящийся в воде агрегат готов к работе в любую минуту, нужно только подать электропитание. В поверхностный же насос предварительно требуется заливать воду.
И наконец, погружные модели создают значительно меньше шума — всего около 22 дБА.
2. В чем разница между погружным колодезным и скважинным насосами?
Бытовые скважинные насосы, достающие воду с глубины до 200 м, имеют довольно узкий цилиндрический корпус Ø <100 мм, чтобы поместиться в стволе скважины, и при их установке требуется строго соблюсти соотношение диаметров ствола и насоса.
Колодезные агрегаты, рассчитанные на подъем воды максимум с 30-метровой глубины, выполнены в форме более объемного цилиндра, нежели скважинные, а также имеют кольцеобразный контур охлаждения между оболочкой статора и корпусом, что позволяет полнее использовать ресурс двигателя. Разница в диаметрах ствола и насоса в данном случае роли не играет. Колодезные насосы обеспечивают более высокую подачу и стоят дешевле скважинных при равной потребляемой мощности и напоре.
Считается, что вода, перекачиваемая погружным колодезным насосом, должна содержать массовую концентрацию примесей не более 0,01% при размере неабразивных частиц до 1,5 мм. В этом случае она чаще всего бывает пригодной для питья. Однако ряд фирм предлагает приборы с менее жесткими требованиями к данным показателям (естественно, фильтрацию воды от крупных включений нужно все-таки предусмотреть). По этой причине покупателю сначала необходимо определить, какое качество воды для бытовых нужд его удовлетворяет, и уже затем выбирать модель насоса с соответствующими характеристиками.
Центробежные погружные насосы
Конструкция агрегатов включает корпус из нержавеющей стали, асинхронный двигатель (отделенный от рабочей камеры герметичной перегородкой), лопастное колесо, надетое на вертикальный вал мотора, и пускозащитное реле.
Через водозабор вода попадает во вращающийся лопаточный диффузор, который повышает давление и скорость потока. На выходе из рабочего колеса она устремляется в спираль, где происходит преобразование части кинетической энергии в энергию напора, и затем покидает насос через подающий патрубок.
У многоступенчатых агрегатов, имеющих несколько рабочих колес, напор равен сумме напоров всех ступеней, но подача остается такой же. Как правило, она составляет 4–6,5 м³/ч (67–110 л/мин.) при подъеме воды на 20 м.
Благодаря водяному охлаждению приборы могут функционировать в непрерывном режиме продолжительное время, а если в результате падения уровня воды насосу будет грозить перегрев, поплавковый выключатель остановит двигатель. (Есть модели, у которых двигатель дополнительно оснащен термозащитным устройством, размыкающим электроцепь при превышении температурой пороговых значений).
Диапазон рабочих температур воды для погружных насосов составляет от 1–2 до 35–40°С. Уровень защиты оборудования — IP 68, класс электроизоляции — F (155°С). Контакт токоведущих элементов с водой должен быть исключен. Подсоединять приборы к сети следует через стабилизатор напряжения
Водозабор может находиться как в нижней, так и в верхней части корпуса. В первом случае насос будет бесперебойно работать даже при частичном погружении. Чтобы крупные включения не попадали внутрь, всасывающее отверстие закрывают фильтром грубой очистки, а сам прибор устанавливают как минимум в метре от дна резервуара (для колодцев с питьевой водой это ограничение излишне).
Если впускной клапан расположен сверху, необходимость в фильтре отпадает, а насос может стоять непосредственно на дне источника. Важное условие: для возможности водозабора он должен быть всегда полностью погружен в воду.
В некоторых моделях водозабор производится через особый патрубок, соединенный шлангом с поплавковым фильтром. При этом, чтобы не всасывались загрязнения с зеркала воды, фильтр опускают в нее на несколько сантиметров.
Насосы оборудованы обратным клапаном тарельчатого или шарового типа, который предотвращает ток воды в противоположном направлении и заполнение трубопровода воздухом при остановке двигателя, тем самым обеспечивая быструю подачу воды после повторного запуска агрегата.
Подшипники из керамики и графита, пришедшие на смену стальным и чугунным, имеют более высокий температурный порог, но термодатчик чутко реагирует на перегрев и отключает насос, не допуская «сухого хода».
Практика показывает, что основной проблемой при использовании погружных колодезных насосов центробежного типа может стать разлив масла, который является следствием неправильной эксплуатации или поломки агрегата, вызванной разгерметизацией камеры. Удаление с зеркала воды масляной пленки — мероприятие непростое и недешевое, поэтому производители рекомендуют строго соблюдать все пункты инструкции по пользованию оборудованием.
Вибрационные погружные насосы
Подобные агрегаты устроены гораздо проще центробежных и стоят существенно дешевле. Состоят они из корпуса, электромагнита и вибрационного механизма, никаких вращающихся деталей и подшипников в них нет. В некоторых моделях предусмотрено термореле для защиты от перегрева.
Вибронасосы поднимают воду за счет поршня (эластичной мембраны), приводимого в движение электромагнитными импульсами через вибрацию якоря. Пребывающая под давлением гидравлическая камера отделена от электрической резиновой диафрагмой.
Входной клапан пропускает воду в рабочую камеру и препятствует ее обратному излитию. Чтобы присутствующие в жидкости твердые примеси не привели резиновый поршень к скорому истиранию, водозабор следует снабдить фильтром, который необходимо регулярно очищать, а как минимум раз в год — менять.
Вибрационные насосы не способны обеспечить такие напор и подачу, как центробежные, и обладают меньшим рабочим ресурсом, но все это компенсируется их невысокой стоимостью. Даже если прибор в жестком режиме эксплуатации прослужит один сезон (а с его помощью можно не только качать воду для бытовых нужд, но и осушить залитый подвал, очистить или углубить колодец и т. п.), затраты на него оправдают себя с избытком.
Погружные колодезные насосы обоих типов просты в монтаже: достаточно опустить их в источник, подвесив за проушины на полимерном шнуре (металлический трос быстро корродирует). Единственное ограничение — виброагрегаты не должны касаться поверхностей резервуара
Напор и подача
Основные показатели насосного оборудования — это напор (Н; измеряется в метрах водяного столба или барах), определяющий высоту подъема воды, и подача (Q; л/мин. или м³/ч), ранее обозначаемая как расход или производительность. У погружных колодезных насосов при Q не менее 1 м³/ч величина Н достигает 40 м. Поскольку напор и подача являются взаимозависимыми параметрами, то отражаются они в виде общей напорной характеристики.
Наибольшая подача отмечается на выходе насоса, а наименьшая — при максимальном напоре: чем сильнее напор, тем меньше подача, и наоборот. При этом максимальная подача должна быть равна сумме подач всех одновременно включенных точек водоразбора. Напор воды, требующийся для обеспечения максимальной подачи, зависит от трех величин. Первая — расстояние от зеркала воды в источнике до самой высокой точки водопотребления; вторая — рабочее давление в системе (в норме 2 бара, что соответствует 20 м напора) и третья — потери напора по всей длине водопровода, на всасывающем и подающем участках.
Так как большинству обычных покупателей, мягко говоря, сложно разобраться во всех тонкостях этой «гидравлики», имеет смысл обратиться к консультанту фирмы-продавца, который поможет вам правильно выбрать модель насоса. Нужно только сообщить ему необходимые данные о водном источнике, материале и диаметре труб и предоставить план расположения точек водоразбора.
Насосные станции
На основе центробежного насоса можно создать насосную станцию, управление которой будет осуществляться в автоматическом режиме. Помимо насоса, такая установка включает в себя мембранный бак, реле давления и манометр, соединенные между собой шлангами и электрокабелем. В зависимости от потребления воды, автоматика сама определит, когда нужно включить или выключить насос, и будет постоянно отслеживать параметры давления в системе.
Можно купить уже полностью укомплектованную насосную станцию, а можно собрать ее силами специалиста из отдельных элементов
Мембранный гидроаккумулирующий бак емкостью от 60 до 500 л служит для поддержания заданного давления и предотвращения гидроударов в системе водоснабжения. Реле, фиксируя давление воды, дает команду на запуск насоса при интенсивном водопотреблении, а когда оно прекращается, останавливает прибор, но перед этим бак должен быть заполнен водой до максимального значения давления. Таким образом, при возобновлении расхода бак какое-то время будет обеспечивать его при выключенном насосе. Подобный режим работы способен значительно продлить срок службы агрегата.
Если система эксплуатируется только в теплый сезон, бак можно установить не в помещении, а прямо на участке. Наиболее производительные устройства перекачивают до 8 м³/ч воды, сохраняя давление в трубопроводе 2–3 бара или даже выше, что дает возможность использовать требовательную к этому параметру бытовую технику.
Сегодня в продаже имеются контроллеры «Пампэла ВиСтан-2», предназначенные для автоматического управления системой водоснабжения на базе погружного насоса вибрационного типа. Они осуществляет поддержание давления, стабилизацию напряжения, защиту от короткого замыкания и «сухого хода», плавные пуск и останов, — то есть фактически позволяют создать недорогую насосную станцию.