Водна помпа с високо налягане: принцип на работа, видове, правила за подбор и експлоатация

Жителите на крайградски селища, чиито територии не са свързани с централните водопроводни мрежи, решават въпроса за водоснабдяването чрез изграждане на автономни системи. В реализацията на поставената задача водната помпа за високо налягане играе ключова роля. Нейната основна работа е да стабилизира налягането в системата.

Ще разкажем какъв асортимент от водни помпи предлага пазарът и по какви критерии да изберете оборудването. Ще ви запознаем с водещите производители в сегмента. При нас ще научите за конструктивните особености на техниката, които са в основата на разделянето на видове.

За по-нагледно възприемане на информацията сме допълнили текста с полезни схеми, подборки от снимки и видео-ръководства.

Предназначение и видове агрегати

Независимо от това откъде се извършва водовземането – от най-близкия водоем, специално изградена сондаж или кладенец, автоматичното подаване на вода на парцела може да се осъществи с помощта на обикновена помпа.

Но за нормалната работа на битовата техника налягането на водата в системата трябва да бъде не по-малко от 2,5 атмосфери и при това да не надвишава 6 атмосфери. А този параметър може да се постигне само чрез изграждане на система за поддържане на постоянно налягане. За тази цел се използват разнообразни варианти на помпи за високо налягане за вода.

Кога е необходима помпа за високо налягане?

Уредът за повишаване и поддържане на напора на водата в автономна система се прилага, когато напорът е толкова нисък, че използването на вода за работа на домакински уреди не е възможно.

Инсталирането на помпа е допустимо, но не особено препоръчително за стабилизиране на параметрите на налягането в апартаментния контур, ако обитателите изпитват реален дефицит на вода.

Този тип водни помпи е предназначен да повишава налягането в индивидуално изградената водопроводна мрежа, ако за осигуряване на нормален напор мощността на водоподемната помпа не е достатъчна.

Използването на устройството ще бъде актуално, ако налягането в системата е не по-високо от 1 – 1,5 атмосфери. Малък по размер уред може да се монтира както на общия тръбопровод, така и на изхода към отделен домакински уред. Например, като се свърже към тръбата, подаваща вода към бойлера или пералната машина.

В първия случай ще се наложи да закупите мощен уред с добри експлоатационни характеристики, във втория можете да се задоволите с инсталирането на малка, маломощна автоматична помпа.

Функционирането на агрегата може да се осъществява посредством:

• Ръчно управление – предполага непрекъсната работа на уреда, независимо дали в момента се подава вода, при условие че изключването на устройството се извършва принудително ръчно. Използва се при изграждане на „топли подове“, където поддържането на налягането в отоплителните кръгове на необходимото ниво е постоянно необходимо.
• Автоматичен режим – включването на уреда се осъществява от автоматична система, например при отваряне на крана. Работата се регулира от специален дебитомер (сензор за поток): в момента на затваряне на крана функционирането на помпата се прекратява.

Основната функция на системата за регулиране е да включва агрегата при понижаване на налягането и да го изключва, когато то достигне зададения параметър. Всъщност понижаването на налягането в магистралата и прекаленото му повишаване разрушава тръбните съединения и се отразява пагубно на работата на домакинските уреди.

Алтернативни мерки за повишаване на налягането

Въпреки това инсталирането на помпа, предназначена да стимулира налягането, ще бъде напълно безполезна в случай, че източникът има малък дебит. Тя няма да помогне и ако системата от време на време се затваря. Оптималното решение в такава ситуация ще бъде използването на самозасмукваща помпена станция.

Помпената станция се комплектова на базата на едноименната категория помпи, оборудвани с инжектори или без тях. Освен това се допълва с хидроакумулатор, предназначен за запас от вода. Той външно прилича на обикновен резервоар, само че вътре е поставена гумена мембрана с въздух. Наборът от оборудване и приспособления се управлява от реле за налягане на водата.

В процеса на експлоатация на станцията в периода на непрекъснато подаване на вода, помпата пълни акумулаторния резервоар с вода, откъдето тя впоследствие се изразходва.

Инсталацията на самозасмукваща помпена станция е ефективна и в случай, когато в сутеренния етаж на къщата налягането е нормално, а на горните етажи го няма изобщо.

Акумулираната вода впоследствие може да се използва независимо от това дали има вода в системата, което е особено актуално при чести прекъсвания на водоснабдяването. Съществен недостатък на такива инсталации е обемността на конструкцията поради наличието на хидробак и шумът на оборудването по време на работа.

Вместо хидробак може да се използва обикновен акумулиращ резервоар, в който водата ще се съхранява по време на доставка с нормално налягане. Може да се монтира на висока естакада или на покрива на къщата, а по време на прекъсвания да се използва запасът.

Един от вариантите за решаване на проблема с липсата на налягане – инсталиране на акумулиращ резервоар. Той се поставя на възможно най-високото място, най-често на изолиран таван.

Видове и действие на помпи за високо налягане

Преди да решите да инсталирате стимулиращо помпено устройство, трябва да оцените състоянието на тръбопровода. Възможно е дефицитът на налягане да се дължи на запушени от утайки тръби. Ако от трудната ситуация може да се излезе само чрез инсталиране на уред, струва си да се запознаете по-подробно с тяхната техническа специфика.

Принципът на работа на помпите за високо налягане, независимо от варианта на работния орган и типа конструкция, е еднакъв. Уредът в процеса на функциониране на работния възел създава вътре в кухината вакуумно пространство, благодарение на което се осъществява засмукване на вода.

Благодарение на създаването на вакуумно пространство водата се „засмуква“ от източника в камерата, а след това под действието на високо налягане се изтласква през изходния патрубок.

В продажба са представени модели от универсален тип, подходящи за вода с всякаква температура, и такива, които могат да се използват само в студена или само в гореща среда.

В зависимост от начина на охлаждане на работещия мотор агрегатите биват два типа: със сух и с мокър ротор.

Агрегати със сух ротор

Модификациите със сух ротор трудно могат да бъдат объркани с мокрите аналози. Те имат асиметрична форма с явно превес към силовата част на уреда. Работата е там, че неговият двигател е оборудван с перково охлаждащо устройство, тъй като не се измива от вода по време на работа.

Поради асиметричната форма и изместването на оста към мотора, “сухите” модели се оборудват с конзолни приспособления за допълнително фиксиране на стената.

Прехвърлящите устройства, оборудвани със сух ротор, се славят с високо ниво на производителност и се използват при необходимост от водоснабдяване на големи площи.

Благодарение на факта, че двигателят в такива модели е отделен от хидравличната част в края на вала чрез салников уплътнител, те служат много по-дълго от „мокрите“. Вярно е, че уплътнителят, както и търкалящият лагер, има склонност да се износва и се нуждае от периодична смяна.

Поради тази причина агрегатите, оборудвани със сух ротор, изискват по-честа техническа поддръжка и редовно смазване на триещите се части. Още един минус – „сухите“ уреди шумят, затова мястото за тяхното инсталиране трябва внимателно да се обмисли.

Уреди с мокър ротор

Проточните агрегати предполагат охлаждане за сметка на препомпваната вода. При това роторът на устройството е поместен във водна среда и е изолиран с водоустойчива преграда от статора.

Агрегатите с мокър ротор се отличават с ниско ниво на създаваните шумови смущения. Циркулационни помпи с мокър ротор са предназначени за обустройство на отоплителни системи, но често се използват за системи за водоснабдяване при отопление на жилищни помещения.

Устройствата от този тип имат модулна конструкция, благодарение на което без труд се разглобяват на съставни възли при необходимост от смяна на отделен елемент.

Използваните при сглобяването на конструкцията плъзгащи лагери не изискват допълнително обслужване. Обаче „мокрите“ помпи служат по-малко и губят от „сухите“ агрегати по параметри на създаваното налягане. Има ограничения по посока на монтажа – може да бъде единствено хоризонтално.

Съществен недостатък на помпите от този тип е уязвимостта при работа с мръсна вода, чужди включения от която могат да извадят уреда от строя.

Деление по начин на създаване на вакуумна камера

Механизмът на работа на този тип устройства се основава на реакция на изместване. Процесът на изпомпване се осъществява под действието на промяна на размерите на работната камера. Величината на образуващия се вакуум пряко зависи от степента на херметичност на работната камера.

Величината на вакуума може да бъде регулирана. Благодарение на това налягането в отделни места на системата може да се увеличава, или пък, напротив, да намалява.

Вакуумните помпи в повечето конфигурации имат форма на цилиндър, вътре в който е вграден оборудван с работно колело вал или импелер.

Валът – водещият работен инструмент на механизма. Оборудваното с лопатки работно колело извършва въртеливи движения. Под действие на движещите се в кръг лопатки се осъществява захващане на намиращата се в работната камера течност. С течение на въртенето се формира центробежна сила. Тя именно води до формиране на течностен пръстен. Образуващото се вътре в пръстена незапълнено пространство представлява вакуум.

В зависимост от начините, по които се създава вакуумна камера, помпите за високо налягане за вода биват центробежни, вибрационни и вихрови.

Устройства от центробежен тип

Центробежните помпени помпи – най-разпространеният вид прехвърлящи устройства, способни да осигуряват високо налягане в системата. Те прехвърлят вода чрез въртене на работното колело, закрепено вътре в спираловидния корпус. Работното колело представлява два свързани диска, между които са фиксирани лопатки в посока, противоположна на потока на постъпващата течност.

Центробежните станции са оборудвани с хидробакове, осигуряващи запас от вода в случай на недостиг и промени в налягането, и устройства за автоматично управление

По време на въртене се формира центробежна сила, която стимулира изтласкването на водните потоци от центъра на камерата, изхвърляйки ги в далечните участъци. Благодарение на това нивото на налягане в центъра на въртящото се работно колело намалява и водата започва да навлиза във вътрешността на корпуса.

Центробежните уреди в повечето изпълнения се снабдяват с хидроакумулатори. С напорните тръбопроводи те се свързват посредством патрубки с различни диаметри.

Ако обемът на хидробака на помпената станция е недостатъчен, тя може да бъде използвана като агрегат, доставящ вода в накопителния съд.

Оборудването от центробежен тип е способно да осигурява непрекъснато подаване на вода при висок напор. Единственото условие за експлоатация е при пускане на агрегата да се запълни корпусът с вода. При центробежния вид има ограничения: те не могат да изпомпват вода от дълбочина повече от 8 m, но като допълнение в система за повишаване на налягането от няколко помпи и накопители са напълно подходящи.

Вибрационни електромагнитни помпи

Принципът на работа на вибрационните помпи се основава на способността на магнита, чрез действието на променлив ток, последователно да привлича към себе си, а след това да отпуска тандема котва-бутало. Промяната на полярността кара котвата да извършва редуващи се движения. В рамките на една секунда положението на котвата може да се промени няколко десетки пъти.

Благодарение на липсата на въртящи се части в електромагнитните устройства от вибрационен тип, те се смятат за най-надеждни и дълготрайни.

В резултат на вибрационните колебания водата първо се засмуква в работната камера, а след това се изтласква през клапана в напорния патрубок. Вибрационният агрегат може да работи в двойка с центробежен събрат или да нагнетява запас от вода в накопителен резервоар.

Вихрови модели помпи

В кухината на корпуса на такива агрегати е разположен плосък диск, оборудван с радиално фиксирани лопатки. Въртенето на колелото с периферни лопатки създава вакуум.

Под действието на въртенето на диска течността попада в специално обособена кухина на корпуса, а след това, преминавайки през камерата, се изтласква навън.

Вихровите устройства се славят с висока сила на засмукване. Не ги е страх от наличието на въздушни мехурчета във водата. Но те са уязвими към наличието на суспендирани частици в течността и затова имат ограничена област на приложение. Тъй като вихровите устройства бързо се чупят при прехвърляне на мръсни води, не се препоръчва да се използват при оборудване на песъчливи кладенци и шахти.

Водещи производители и популярни модели

Сред утвърдените световни марки, които се радват на най-голяма популярност, трябва да се отбележат:

• «Grundfos» – датската компания залага на помпи с циркулационна система на работа, които се отличават с малки обеми.
• «CatPums» – особеност на оборудването, произвеждано под тази марка, е ниската пулсация на механизмите при максимално високо налягане.
• «Wilo» – немският концерн се специализира в производството на малогабаритни помпени станции, оборудвани с вградени хидроакумулатори.
• «Sprut» – особеност на помпите за повишаване на налягането на тази търговска марка е изискването за чистота и температура на водата.

Изброените по-горе производители изработват своята продукция по утвърдена технология, гарантираща надеждност на помпеното оборудване. Те разполагат със защита от претоварване, циклична работа и „сух ход“.

Ценовият диапазон на маломощни модели помпи варира в границите на 30-50 у.е. По-производителни образци, оборудвани с автоматична система, могат да бъдат закупени в района на 70-100 у.е. Помпените станции ще струват в границите на 80-150 у.е.

Компактните и леки по тегло агрегати са удобни за използване както при оборудване на индивидуално водоснабдяване, така и за експлоатация в апартамент.

Сред моделите от средния ценови сегмент добре са се представили:

• «Sprut 15WBX-8» – единична конструкция със сух ротор има производителност 480 л/час при консумирана мощност 90 W. Малък и лек уред се поставя директно на тръбата.
• «Euroaqua 15WB-10» – вихров електрически агрегат лесно се справя с течност, която съдържа въздух или газ.
• «Cristal 15GRS-10» – моделът се слави с ниска енергоемкост и висок КПД, отличава се със способността да загрява водния поток до 65 градуса.

Не си струва да пестите и да купувате китайски фалшификати. Майсторите не поемат ремонта им. Недобросъвестните производители ги сглобяват така, че повреда на отделен елемент веднага води до необходимост от пълна подмяна на агрегата.

Особености при избора на оборудване

При избора на помпа за осигуряване на налягане трябва да се ориентирате по редица параметри.

Определяне на производителността на агрегата

Този параметър зависи от задачата, възложена на помпата, и необходимия воден поток. При изчисляване на общия воден поток се вземат предвид домакинските и битовите нужди, като се ориентирате по общите показатели на максималния воден поток на всички работещи точки на потребление за една единица време.

Графиката, която повечето производители прилагат в инструкцията към помпите, ще помогне да се определи съотношението на производителност и напор на устройството.

Производителността на помпите от средния ценови сегмент е достатъчна, за да повиши налягането поне с 1-1,5 атмосфери. Ако това не е достатъчно, системата се допълва с помпи за повишаване на налягането или редуктори, стабилизиращи напора.

Бюджетен вариант за повишаване на налягането – инсталиране на редуктор в точката на влизане на системата в дома или апартамента. Устройството автоматично стабилизира напора в контура.

При избора на агрегат трябва да се вземе предвид и моментът, че производителността на помпата да не надвишава производителността на кладенеца или водоизточника. В противен случай, при бързо изпразване на източника и ненавременното му попълване, оборудването просто ще работи „на сухо“. А това може да доведе до неговата повреда.

Препоръчително налягане на устройството

Този параметър задава стойността на височината в метри, на която агрегатът може да издига вода. При определяне на необходимия напор трябва да се вземе предвид разстоянието на подаване на вода по хоризонтала и стандартните загуби на налягане по време на транспортирането ѝ по тръбопровода.

Ако този параметър се изчислява по опростена формула, неговата стойност се приема за равна на една десета от общата дължина на хоризонталния тръбопровод. Например, една десета от дължината на маркуча, свързан към помпа за поливане на зелените насаждения.

Например, при оборудване на кладенец с дълбочина 10 метра за подаване на вода в къща, намираща се на 12 метра от водовземането, при условие, че се изведе на височина 4 метра от земята, напорът на агрегата се изчислява чрез сумиране на стойностите: 10+4+(12:10)=15,2 метра.

Но за да се получат по-точни изчисления, трябва да се вземат предвид и диаметърът на тръбопровода и загубите на напор при издигане на водата по тръбите, както и преминаването ѝ по завои и възли. Всъщност при недостатъчен напор налягането на изхода ще бъде ниско. Поради тази причина при оборудване на водовземни системи се избират помпи, способни да поддържат налягането в системата в границите 2-6 бара.

Не трябва за битови нужди да се избират агрегати с по-високи показатели, тъй като, създавайки повишени натоварвания, те могат да предизвикат бързо износване на тръбопровода и санитарните уреди.

При избора на оборудване трябва също да се вземе предвид:

• диапазон на работните температури;
• нивото на шум, създавано по време на работа.

В продажба са представени електрически модели и течногоривни агрегати. Първите се захранват само от електрическата мрежа. Те могат да бъдат дву- и трифазни. Вторите са оборудвани с двигател с вътрешно горене. Като гориво те използват дизел или бензин.

Наличието на система за автоматика значително оскъпява цената на оборудването. Но високата цена на автоматизираните механизми, които имат високо ниво на електрическа защита, напълно се изплаща, тъй като устройствата от този тип по-фино реагират на промяната на ситуацията и консумират по-малко електроенергия.

Изводи и полезно видео по темата

Видео преглед на помпа за повишаване на налягането:

Вариант за оборудване на система с използване на инсталация, повишаваща налягането на водата:

Асортиментът на помпено оборудване е представен на пазара в широк асортимент. Но специалистите препоръчват да се закупува в специализирани магазини. Там ще помогнат да се избере оптималният вариант в зависимост от техническите условия на обекта и ще осигурят гаранционно обслужване, което е особено актуално при покупка на скъпо оборудване.

Искате ли да разкажете за това как сте избрали помпа за високо налягане или за приложението на този вид оборудване на практика? Пишете, моля, в раздела за коментари по-долу. Тук можете също да задавате въпроси или да съобщите за интересни факти.