Самыми массовыми и привычными насосами являются водоподъемные, предназначенные для забора чистой воды чаще всего из колодца или скважины, редко – из озера или реки.
Условия применения определяют конструкцию, в соответствии с которой водоподъемные насосы подразделяются на поверхностные, погружные и погружные скважинные. Циркуляционные насосы обеспечивают постоянную циркуляцию воды в системе отопления. Дренажные насосы отличаются способностью перекачивать загрязненную воду – с примесью песка, ила, щепок и другого мусора. Они необходимы для ликвидации последствий паводков и затоплений, любых чрезвычайных происшествий, для откачки загрязненной воды из погребов, подвалов, канав и котлованов, для работы в дренажныхсистемах – неизбежных, если дом стоит в низине.
Фекальные насосы, рассчитанные на самую загрязненную и агрессивную среду и предназначенные для постоянного использования в системах канализации, неприхотливы и надежны. Они обязательно снабжаются специальными режущими механизмами,способными перемалывать твердые фракции.
Естественно, чем жестче условия эксплуатации, чем большая надежность требуется от насоса, тем он дороже и тем сложнее его устройство. Некоторые насосы снабжаются датчиками и системами регулировки. А самое главное, насосы различают по производительности и создаваемому напору, по требуемой для этого мощности и виду электропитания. Чаще всего сложный и дорогой насос может заменить простую модель, но так бывает далеко не всегда.
Поверхностные водоподъемные насосы
Это простые, удобные в эксплуатации и при прочих равных условиях самые дешевые устройства. Их легко монтировать и перемещать – можно перенести сам насос или только шланг. Глубина источника воды не имеет значения, хоть всего несколько сантиметров. Если вы берете воду для питья из колодца, а для полива участка – из речки или озера, то лучше поверхностного насоса ничего не придумаешь. Эти насосы идеальны для садоводов-любителей, они всегда доступны, поскольку устанавливаются прямо на земле под навесом, в сарае, в подвале или в пристройке к дому. Их мощности и напора хватает, чтобы поднимать воду на десятки метров.
Однако неумолимые законы физики не позволяют поверхностным насосам поднимать воду с больших глубин. Соответственно, они могут использоваться только там, где грунтовые воды подходят близко к поверхности земли. Теоретически максимальная глубина забора относительно оси насоса составляет 10 метров, реально – шесть или восемь. А при откачивании уровень воды в колодце может понизиться, и тогда насос отключится или даже сгорит, хотя современные импортные насосные станции максимально защищены от подобных аварий. Для увеличения глубины забора ставят насосы с внешним эжектором, но они шумные, неудобные и капризные в эксплуатации.
Другой недостаток поверхностных насосов – чрезмерная открытость. Их необходимо прятать в помещении, иначе они привлекают злоумышленников, а в жаркий летний день могут нагреваться так, что устройство тепловой защиты будет поминутно автоматически отключать их.
Погружные насосы
Если вода не идет к насосу, он идет к воде. Иначе говоря, насос делают погружным, герметичным и опускают по воду, выводя наружу трубы и кабели питания. В результате для такого насоса глубина колодца или скважины уже не принципиальна, она может составлять и 40-50, и более 100 метров. Погружной насос не требует монтажа (если не считать подвески), места не занимает – висит себе в колодце тихо, воду качает. Однако обслуживать или ремонтировать его не так просто: надо отсоединять шланг, вытаскивать насос из колодца, разбирать герметичный корпус, а потом все то же в обратном порядке. Если насос установлен в скважине глубиной в десятки метров – все еще сложнее. Поэтому погружные насосы очень надежны, а потому и дороги.
Среди погружных различают колодезные и скважинные насосы. Колодезные в сравнении со скважинными равной мощности отличает наличие внутренней рубашки охлаждения двигателя, больший диаметр, повышенная эффективность двигателя, производительность и меньшая стоимость.
Скважинные насосы рассчитаны на установку в глубоких и узких скважинах, поэтому представляют собой цилиндр небольшого диаметра. Учитывая, что трубы скважины могут быть искривлены, насос подбирают диаметром хотя бы миллиметров на 10–15 меньше, чем трубы. Но диаметр скважины не должен быть намного больше диаметра насоса, поскольку охлаждение электродвигателя скважинного насоса, в отличие от колодезного, осуществляется потоком поднимаемой воды, и в технической документации обязательно указывается минимально допустимаяскорость движения воды.
Для поверхностного насоса безразлично, какая толща воды под ним. А погружной, если до дна меньше метра, может засасывать песок и ил, и тогда скоро сломается.
Характер скважины определяет конструкцию требуемого насоса. Если она мелкая,«песчаная», то в воде будет много мелкого песка в виде взвеси, которую не уловил скважинный фильтр. В этом случае насос должен иметь специальные «плавающие» рабочие колеса, особые подшипники, увеличенные зазоры между рабочим колесом и направляющим цилиндром. Все это снижает его КПД, однако позволяет перекачивать воду с содержанием песка до 150 граммов на кубометр. Если скважина глубокая, «известняковая» – все немного проще: производительность ее позволяет качать водутысячами литров в час, и вода всегда чистая, без механических примесей.
Определение параметров
Во всех случаях для правильного выбора насоса нужно прежде всего определить его рабочие параметры – расход и напор. Требуемый расход воды определяется исходя из суммарной потребности всех водоразборных точек объекта с учетом вероятности их одновременного применения. Для расчета водопотребления можно пользоваться следующими цифрами: умывальник –примерно 60 л/ч, бачок унитаза – 83 л/ч, кухонная мойка или душ – до 500 л/ч, ванна – 300 л/ч, сауна или баня – около 1000 л/ч.
Для определения требуемого напора суммируют глубину динамического напора воды (пониженный уровень, на котором она будет стоять при интенсивной откачке),высоту от уровня земли до места нахождения самого отдаленного потребителя, запас на потери давления в трубах, запас в 0,5–1 атм, чтобы вода из крана лилась, а не сочилась, а также напор, требуемый для обеспечения работы сантехники. В частности, система водоочистки создает потери напора примерно 2 атм (или 20 метров высоты столба воды), душ с гидромассажем – 4–5 атм, дополнительного напора 0,5–1,5 атм требуют водонагреватели, стиральная машина и т. п. Подобный расчет весьма приблизителен, поскольку на работу системы оказывают влияние и особенности скважины, и материал и диаметр труб, и их протяженность до потребителей, взаимное расположение, режимпотребления и т. д.
Учитывая, что душ явно требует большего давления, чем другие потребители, его лучше оборудовать отдельным насосом усиления напора. Это позволит снизить расчетное давление в остальной части водопровода и обеспечит более стабильную работу насоса. Естественно, что открытие и закрытие кранов будет вызывать резкие колебания давления и расхода воды в системе водоснабжения. Поэтому насос снабжают блоком управления «по давлению» или «по расходу». Первый служит заменой водонапорной башни – в систему встроен мембранный бак-гидроаккумулятор, залитый водой под давлением, и когда он почти опустошается, насос снова включается и наполняет его доверху. Второй представляет собой четко работающую систему управления насосом («пресс-контроль») и обеспечивает подачу такого количества воды, которое в данный момент необходимо потребителю. Достоинство блоков – компактность и дешевизна. Недостаток – ускоренный износ насоса из-за частых включений-выключений.
Защита от перегрузок
Колодцы и неглубокие скважины отличаются невысоким дебитом воды, и насос может попросту осушить их и захлебнуться. Тогда двигатель перегревается и насос выходит из строя. Для защиты от подобного «сухого хода» применяют несколько альтернативных систем: поплавковую, в которой цепь питания разрывается, если уровень воды снижается; на основе датчика минимального уровня воды; встроенного датчика наличия воды в полости насоса.
Такой мощный потребитель, как бассейн, опасен по-своему. Когда насос работает фактически «на открытую трубу», в нестандартном режиме, это чревато поломкой. Чтобы защитить насос от таких нагрузок, трубу в бассейн дросселируют, то есть частично перекрывают заслонкой. Бассейн при этом будет наполняться дольше, но равномернее.
При использовании импортной техники в загородных условиях важно, чтобы в электросети поддерживалось постоянное напряжение. Немецкие насосы, очень надежные, но, несмотря на все встроенные защиты, не приспособлены для работы при напряжении ниже 200 вольт. Все возможные просадки и скачки напряжения существенно снижают ресурс работы электродвигателя, поэтому может потребоваться стабилизатор большой мощности. Для обеспечения работы насоса без сбоев иногда дешевле подвести к дому трехфазное электропитание, чем добиться нормального однофазного.
Комплект оборудования, включающий насос, бак и управляющую автоматику,называют насосной станцией. Готовые станции, как правило, укомплектованы на основе поверхностных насосов. И если вы пользуетесь скважиной, оборудование придется подбирать на месте.
Все эти многочисленные тонкости и сложности работы систем забора воды обусловливают необходимость привлечения специалистов к их проектированию и монтажу.
Циркуляционные насосы
Насосы этого типа тоже необходимы в загородном доме. Они предназначены для того, чтобы принудительно прокачивать жидкость-теплоноситель по контуру системы отопления с целью поддержания равномерной и эффективной теплоотдачи, повышения производительности системы, увеличения срока службы отопительного котла.
Циркуляционные насосы используются и в системах горячего водоснабжения, обеспечивая постоянную подачу горячей воды ко всем водоразборным точкам и отвод остывшей воды обратно в водонагреватель. Современные циркуляционные насосы совершенно бесшумны и могут долго работать без технического обслуживания. Они потребляют очень мало электрической мощности (минимум 28 Вт). Для простоты управления во все циркуляционные насосы встроена система электронного регулирования.
Конструкции насосов продолжают совершенствоваться. Среди новинок – немецкие «шаровые» насосы для горячего водоснабжения с роторами в форме полусферы и встроенным рабочим колесом. Такие устройства максимально облегчают промывку и очистку насоса от накипи, а также исключают возможность заклинивания. А использование магнитной муфты в японских циркуляционных насосах обеспечивает их полную герметичность и надежность.
