Как правильно выбрать и рассчитать поверхностный центробежный насос для индивидуального водоснабжения

Поверхностные насосы являются одними из наиболее востребованных видов насосного оборудования в домашнем хозяйстве. С их помощью производят полив, наполнение и осушение бассейнов, искусственных прудов, откачку воды из затопленных помещений, специальные виды рассчитаны на забор воды из бочек. Поверхностный насос в составе насосных станций широко используют для постоянного водоснабжения частных домов и дач, при заборе воды из колодцев и неглубоких скважин.

Рис.1 Поверхностный насос в работе

При выборе поверхностного электронасоса необходимо учитывать несколько важных моментов, о которых и пойдет речь в данной статье.

Конструкция центробежных поверхностных насосов

Любой электронасос для забора воды можно условно разделить на две части: электрическую (электродвигатель, встроенный конденсатор, шнур питания) и гидравлическую (рабочее колесо, фильтры, входной и выходной патрубки).

Подавляющую долю всего насосного оборудования, применяемого в быту, занимают центробежные виды. В таких устройствах забор воды происходит за счет ее втягивания лопастями рабочего колеса через отверстие, расположенное по центру его оси. Вращающееся рабочее колесо передает жидкости центробежную силу, направляющую ее к стенкам улиткообразного корпуса, после чего вода выталкивается через выходной патрубок, расположенный в боковой стенке корпуса электронасоса.

Стандартное рабочее колесо центробежных электронасосов представляет собой диск с радиально расположенными лопатками, для уменьшения гидравлических потерь они закруглены и отогнуты назад.

В бытовых моделях обычно используют асинхронные электродвигатели с пусковым конденсатором, который может размещаться в корпусе электронасоса или быть вынесенным в наружный пульт управления.

Рис. 2 Центробежный водяной электронасос — принцип действия

Основные параметры бытовых поверхностных электронасосов

Выбирая поверхностный насос, следует учитывать физические параметры водоема и технические характеристики самого агрегата, основные из которых следующие:

Глубина всасывания

Данный параметр приводится в паспорте любого поверхностного водяного электронасоса, он указывает, на какую высоту агрегат может поднять воду из водозаборной емкости. Данное значение ограничено физическими законами и с учетом гидравлических потерь обычно не превышает 9 м.

Рис. 3 Поверхностный насос — конструктивное устройство

Некоторые виды поверхностных электронасосов для увеличения глубины подъема оснащаются встроенными эжекторами, позволяющими увеличить расстояние от насоса до всасываемой жидкости в среднем на 20 м. Принцип работы подобных устройств основан на возврате части поднятой жидкости обратно в водозаборный источник, поэтому КПД подобных устройств довольно низок (около 30%).

Напор

Данный показатель соотносится с силой давления, которую развивает агрегат для проталкивания воды, измеряется в метрах. Поверхностные насосы для воды, имеющие одно рабочее колесо, обычно имеют максимальный напор не более 60 м.

Объем подачи

Основной показатель насосов, указывает на объем перекачиваемой жидкости, обычно в паспортных данных приводится значение в метрах кубических в час или литрах в минуту.

Параметры рабочей жидкости

Центробежные виды рассчитаны на забор чистой воды, хотя встречаются модели, способные откачивать загрязненную воду. Такие устройства имеют более низкий КПД из-за увеличенных зазоров между рабочим колесом и стенками корпуса. Обычная температура жидкости, с которой работает насос, для всех поверхностных моделей не более +35 С.

Установка

Все наружные электронасосы имеют высокий уровень шума при работе, поэтому устанавливаются вдали от дома рядом с водным источником. Во многих случаях их размещают в накрываемой кессонной яме определенной глубины — это позволяет защитить оборудование от осадков и краж, увеличить глубину погружения и проложить, во избежание замерзания, трубы в дом под землей непосредственно от электронасоса.

Рис. 4 Поверхностный самовсасывающий насос в станции

Как правильно выбрать поверхностный электронасос

Следует отметить, что никто не покупает центробежный электронасос для постоянного водоснабжения отдельно, обычно они входят в состав насосных станций, значительно упрощающих их монтаж и установку. Любая станция имеет в своей комплектации электронасос, гидроаккумулятор, реле давления и манометр, установленные на одном каркасе и подключенные при помощи пятивходового штуцера и шланга высокого давления.

При выборе электронасоса в составе станции необходимо руководствоваться следующим порядком расчета.

Для примера возьмем водоем с зеркалом воды на глубине 6 м. от поверхности и дом, удаленный от него на расстояние 40 м, семья состоит из 2-3 человек.

Рис. 5 Поверхностный насос для скважины и колодца в составе станции

1. Определяем необходимый объем подачи. Существует множество методов для определения этого показателя. Для точных расчетов используют специальные таблицы и интернет калькуляторы, учитывающие количество точек подключения кранов, санитарной и бытовой техники. Для упрощенных расчетов для семьи из 3-х человек принимают значение в 2,5 м.куб./ч. ( около 40 л./мин.)
2. Определяем напор. Для проведения подобных расчетов можно использовать таблицы и интернет калькуляторы, искомое значение состоит из суммы значений вертикального и горизонтального участка, давления на выходе и гидравлических потерь (около 20%). В нашем случае напор вертикального участка — 6 м., горизонтального — 4 м. (при использовании стандартных пластиковых труб диаметром 1 дюйм 10 метров горизонтального участка приравнивают к 1 метру вертикального), потери в водопроводной линии — 2 м., давление на выходе 2 бара соответствует 20 м. вертикального напора. В итоге общий напор составляет 32 м.
3. Подбираем электронасос по напорным характеристикам. Многие неопытные домовладельцы ошибочно полагают, что приведенные в паспортных данных электронасосов характеристики соответствуют значениям, рассчитанным ими по приведенному выше примеру. Это не так, в паспортах в основном приводится максимальный показатель объема при минимальной высоте подъема, и напор при полном отсутствии подачи воды. Поэтому для подбора электронасоса используют напорные характеристики в виде таблицы, приведенной в правилах технической эксплуатации или инструкции на электронасос.

Рис. 6 Таблица напорных характеристик станций Джилекс Джамбо

Из таблицы видно, что рассчитанному значению соответствует насосная станция Джилекс Джамбо 70/50, у которой максимальные значения напора и подачи более чем в 1,5 раза больше рассчитанных (3,9 м.куб./ч. и 50 м.).

При самостоятельном выборе поверхностного электронасоса следует учитывать потребности в воде, физические параметры источника и его расположение. При расчетах следует использовать таблицу напорных характеристик, а не максимальные значения, приведенные в паспортных данных.