Этот тип нагнетательного оборудования обладает способностью самовсасывания, что позволяет поднимать воду с глубины 8–9 м. При этом насос находится на поверхности земли, а перекачиваемая жидкость может содержать повышенное содержание воздуха, при котором другие приборы не работают. Благодаря этим свойствам устройства используют для создания удобных и недорогих систем автономного водоснабжения коттеджа, дачного дома или поселка, организации полива огородов, садовых участков или фермерских хозяйств из скважины, колодца, открытых водоемов и емкостей. Агрегаты могут поднимать воду с глубины при установке их над поверхностью жидкости, ниже ее или в промежуточном положении. Это повышает надежность работы и ресурс поверхностного самовсасывающего насоса для воды по сравнению с погружными моделями.
Также их применяют для увеличения напора перекачиваемой среды в различных системах. Кроме транспортировки чистой воды, существует группа промышленных агрегатов для дизельного топлива, мазута, а в химической отрасли — для подачи агрессивных жидкостей, в том числе насыщенных газом.
Виды
Ключевым звеном самовсасывающего агрегата является крыльчатка. От ее конструкции зависит принцип действия перекачивающего устройства. Различают следующие разновидности приборов:
- центробежный самовсасывающий насос. Его корпус имеет форму улитки с диффузором на выходном патрубке. Лопасти рабочего колеса загнуты в противоположном направлении относительно его вращения. При движении крыльчатки в центре создается область пониженного давления, в которую засасывается перекачиваемая жидкость из источника воды по шлангу. Лопасти создают центробежную силу, которая совместно с диффузором повышает давление и выталкивает воду через выходной патрубок. Перед стартом таких насосов требуется заполнить рабочую камеру водой;
- вихревой агрегат. Рабочим колесом такого насоса является импеллер. При его вращении, в дополнение к центробежной силе, происходит интенсивное образование и разрушение вихрей. Благодаря вихревому эффекту напор, создаваемый насосом, в 3–7 раз превышает этот показатель для центробежного устройства при одинаковых условиях. Эти модели применяют, когда нужен малый расход при большом напоре. Их не требуется заполнять водой перед запуском;
- центробежный самовсасывающий насос с эжектором. Струйный аппарат создает дополнительное разрежение во всасывающей трубе, которая опущена в источник, что благоприятствует подъему воды. Эффект достигается благодаря тому, что эжектор подает часть нагнетаемой жидкости на сторону всасывания.
Различают поверхностные насосы с эжектором, встроенным в корпус агрегата, который забирает воду с глубины до 8 м, и с внешним эжектором для всасывания жидкости с уровня более 8 м. Рассмотрим их устройство и особенности применения более подробно.
Насосы со встроенным эжектором
Нагнетательные агрегаты оборудуют внутренним эжектором для повышения надежности работы и обеспечения стабильности расходно-напорной характеристики. Это достигается благодаря тому, что такие модели могут работать при наличии воздуха во всасывающей магистрали.
Принцип работы насоса с эжектором основан на законе Бернулли, устанавливающем зависимость давления жидкости от ее скорости: при возрастании скорости воды в трубе давление в ней падает. Перед включением корпус насоса заполняется водой. В процессе рабочее колесо нагнетает среду в подающий патрубок, где она разделяется на два потока. Один направляется потребителю, а второй — на вход в эжектор. В сужающемся сопле этой детали происходит увеличение скорости жидкости и падение давления в струе ниже атмосферного. Если к входному патрубку насоса подсоединена труба, опущенная в источник водоснабжения, то под воздействием перепада между атмосферным давлением и давлением разрежения, создаваемым рабочим колесом и эжектором, вода из водоема поступает в камеру всасывания насоса, а далее — в смесительную секцию. Здесь она смешивается со струей эжектора, а затем замедляется в диффузоре с повышением давления. После этого та часть воды, которая поднята из источника, поступает к потребителю. Другая же возвращается на вход в эжектор.
Насос с внешним эжектором
В такой модели струйный аппарат размещается на глубине в скважине или в колодце. Всасывающий патрубок насоса соединяется трубой с выходом эжектора, а нагнетательный трубопровод разветвляется на два. Первый предназначен для подачи поднимаемой воды потребителю, а второй опущен в скважину и соединен с соплом эжектора. Приемная камера служит для забора поднимаемой жидкости.
При обустройстве скважины таким способом не рекомендуется делать глубину зеркала воды относительно уровня земли выше 15 м.
Особенности
Преимущества, из-за которых потребители выбирают самовсасывающее оборудование:
- возможность размещения вне источника воды, например в цоколе или подвале здания либо на оголовке скважины;
- простота обслуживания, так как все компоненты устройства находятся на земле и доступны к осмотру и ремонту;
- более высокая мощность электродвигателя по сравнению с погружными моделями.
Главным отличием всасывающих насосов от других типов нагнетательного оборудования является автоматический дренаж воздуха. Например, если в случае снижения уровня воды в источнике происходит завоздушивание скважинного насоса и его отключение поплавковым клапаном, то при использовании самовсасывающего устройства воздух удаляется самостоятельно через клапан обратного типа (сапун) из верхней части корпуса. Если скважина не оснащена поплавковым клапаном, то при работе погружного насоса в режиме «сухого хода» просто сгорит его электромотор.
Центробежные
Насосы данного типа изготовляются из чугуна, нержавеющей стали и пропилена, что обеспечивает длительный срок службы агрегатов (до 20 лет). К другим их преимуществам относятся низкий уровень шума, способность перекачивать жидкости, содержащие небольшие механические частицы, и удачная конструкция, которая позволяет легко производить техническое обслуживание и ремонт.
Обязательным условием применения центробежных разновидностей является необходимость заполнения корпуса жидкостью перед запуском и установка на входной магистрали обратного клапана, чтобы вода не вытекала. При возникновении воздушной пробки насос перестает качать. Это его основной недостаток.
Вихревые
Недостаток, присущий центробежным моделям, отсутствует в вихревых приборах. Они перекачивают смесь воды и воздуха без потери рабочих характеристик. Следует выделить и другие достоинства вихревых насосных агрегатов по сравнению с центробежными:
- отсутствует необходимость заполнения корпуса жидкостью перед пуском;
- более высокий напор (в 5–7 раз);
- компактность;
- низкая стоимость.
Минусы вихревых конструкций — низкий КПД (до 45 %), большое энергопотребление и необходимость фильтрации перекачиваемой жидкости. По этим причинам они предпочтительны для периодического использования, когда кратковременно требуется подать воду на большое расстояние или создать максимальный напор (тушение пожаров, полив огорода и т. д.).
Эжекторные
Преимущество модели со встроенным эжекционным устройством — заводская готовность модуля к работе. Еще одним плюсом насоса с эжектором является увеличение глубины подъема в 2–3 раза и повышение напора. Однако его работа сопровождается необходимостью возврата части воды в скважину. А это снижает производительность на 30–40 % по сравнению с агрегатом без эжектора.
Другой недостаток — сильный шум и вибрации, из-за чего допускается установка только в специальных помещениях, удаленных от жилья. Для снижения громкости работы также можно использовать схему включения самовсасывающего насоса с погружным эжектором.
Схемы установки
Чтобы организовать систему полива с помощью поверхностного насоса, потребуются подающая и всасывающая магистраль с обратным клапаном, запорная арматура и распылители.
Обустройство водоснабжения жилого дома потребует уже комплектации насосной станции, в состав которой необходимо включить следующие компоненты:
- насос поверхностный самовсасывающий. При выборе модели по каталогу учитывают мощность и производительность, которые должны соответствовать глубине подъема, удаленности источника воды от дома, потребляемому расходу жидкости. Обращают внимание на минимальный напор, развиваемый насосом (давление в домашнем водопроводе обычно около 3 бар). Учитывают шумовые характеристики: центробежные более массивны, работают тише вихревых агрегатов и допускают работу с мелкими взвесями, но требуют предварительного заполнения водой. В России приобрести самовсасывающие насосы ведущих европейских производителей можно с доставкой по приемлемым ценам у официальных дистрибьютеров, например в компании «РЕБАЙ»;
- гидроаккумулятор. Представляет собой бак, объем которого выбирается в зависимости от потребляемого расхода. Функционал емкости включает также поддержание требуемого давления в системе трубопроводов с помощью встроенной мембраны, что обеспечивает подачу воды под давлением потребителям без включения насоса после каждого открывания крана. Это сберегает насос и продлевает его ресурс;
- всасывающий трубопровод. Один конец трубы или шланга подсоединен к входному патрубку насоса, а другой оснащен обратным клапаном и размещен в скважине. Это уменьшает количество воды, необходимое для заполнения корпуса агрегата перед началом работы и предотвращает ее вытекание при запуске;
- выходную трубу. Соединяет напорный патрубок насоса с гидроаккумулятором. Конструкция гибкой подводки должна соответствовать по проходному сечению диаметру выходного патрубка насоса и бака-накопителя.
Для удобства управления насосная станция может быть оснащена средствами измерения давления жидкости, фильтрами и запорной арматурой.
Чтобы работа системы была безукоризненной, монтаж всасывающей магистрали следует выполнять с тщательным соблюдением следующих требований:
- длина должна быть минимально возможной (не более 20 м). В составе магистрали не допускаются изгибы сложной геометрии, чтобы снизить потери напора;
- при подъеме жидкости с глубины более 4 м желательно увеличить диаметр всасывающей линии. Например, для центробежного насоса модели JSWm 1AX фирмы Pedrollo компания-изготовитель рекомендует увеличить диаметр подводящей трубы до 40 мм (у всасывающего патрубка агрегата d = 1’’);
- соединения трубы с агрегатами и арматурой должны быть герметичными, чтобы исключить подсос воздуха в систему и поломку центробежного насоса.
Трассировку всасывающей магистрали следует выполнять с положительным уклоном не менее 1 % в сторону насоса, чтобы создать условия для выхода воздуха через его корпус.
