Водяные насосы высокого давления: устройство, виды, рекомендации по выбору и эксплуатации

Для жителей загородных районов, не имеющих доступа к централизованным системам водоснабжения, автономные водные системы становятся решением проблемы подачи воды. В этом процессе водяной насос высокого давления играет важнейшую роль, обеспечивая стабильное давление в системе.

В данном материале мы ознакомим вас с разнообразием водяных насосов, доступных на рынке, а также подскажем, как выбрать наиболее подходящее оборудование. Вы также узнаете о крупных производителях в этой области и о конструкционных характеристиках, определяющих классификацию насосов.

Для облегчения восприятия мы добавили в статью схемы, фотографии и видео-обзоры, которые помогут вам лучше понять материал.

Функции и категории агрегатов

Независимо от источника забора воды – будь то близкий водоем, скважина или колодец, для автоматизированной подачи жидкости на участок может использоваться стандартный насос.

Тем не менее, чтобы бытовая техника функционировала должным образом, давление воды в системе должно быть не ниже 2,5 атмосфер и не превышать 6 атмосфер. Достичь этих значений возможно, установив систему, обеспечивающую постоянное давление. Для этого подходят различные типы насосов высокого давления.

Эти устройства, увеличивающие давление в водопроводной сети, необходимы в условиях низкого давления или когда на отдаленных участках наблюдается недостаток воды.

Применение насосов высокого давления не ограничивается только системами водоснабжения; их активно используют во множестве сфер, где требуется перекачка жидкости.

Работа плунжерных насосов основана на принципе поршневого механизма: вместо поршня здесь используется полый цилиндр – плунжер, который и осуществляет забор воды.

Вода, захваченная плунжером через всасывающую трубу, под воздействием гидравлического давления выбрасывается из насоса и поступает в напорный трубопровод.

Когда необходим насос высокого давления?

Такой насос устанавливается для повышения напора воды в системах, где давление настолько низкое, что не позволяет пользоваться бытовыми приборами.

Хотя установка насоса теоретически возможна, она не рекомендуется для стабилизации давления в квартирных системах, если в них наблюдается реальная нехватка воды.

Данные насосы предназначены для усиления давления в водопровода, если мощность существующего насоса недостаточна для обеспечения нормального напора.

Использование устройства наиболее актуально, когда давление в системе составляет 1-1,5 атмосферы. Компактный насос можно устанавливать как на общую трубу, так и на вывод для отдельного бытового устройства, например, для бойлера или стиральной машины.

В первом случае потребуется модель с высокой мощностью и производительностью, во втором — достаточно установить маломощный автоматический насос.

Работа агрегата может осуществляться в двух режимах:

• Ручное управление – насос функционирует постоянно, независимо от того, идет ли подача воды, но отключить его нужно вручную. Это актуально для создания «теплых полов», где требуется стабильно поддерживать давление в системе отопления.
• Автоматический режим – система автоматики запускает насос, например, при открытии крана. Специальный датчик потока контролирует работу устройства: при закрытии крана насос отключается.

Основная задача данной системы управления – активировать насос при падении давления и отключать его, когда давление достигает оптимальных значений. Пониженное или избыточное давление может негативно сказаться на трубопроводах и оборудовании.

Альтернативные способы повышения давления

Однако установка насоса для повышения давления может быть неэффективной, если источник обладает низким дебитом или при периодическом закрытии системы. В таком случае полезно рассмотреть вариант с установкой самовсасывающей насосной станции.

Такие станции оборудуются насосами данной категории, могут иметь инжекторы или обойтись без них. В комплект входит гидроаккумулятор, который появляется в виде обычного бака, внутреннее пространство которого разделено резиновой мембраной для хранения воды. Комплект управляется реле давления, контролирующим уровень воды.

Во время нормального водоснабжения насос заполняет накопительный бак, откуда потом осуществляется расход.

Установка самовсасывающей насосной станции особенно эффективна, когда в нижних уровнях дома давление нормальное, но на верхних этажах его недостаточно.

Скопленная вода будет доступна вне зависимости от наличия подачи, что крайне важно в условиях частых перебоев. К недостаткам подобных установок относятся их громоздкость и шумность.

Вместо гидробака можно использовать обычную емкость для накопления воды, которую устанавливают на высокой площадке или крыше, чтобы в случае перебоев можно было использовать запас.

Еще одним вариантом решения проблемы недостатка давления является установка накопительной емкости в самом высоком месте, часто на утепленном чердаке.

Типы и функциональность насосов высокого давления

Перед тем как установить насос, важно оценить состояние трубопровода. Возможно, низкое давление связано с засорением труб. Если необходимо установить насос, стоит ознакомиться с его техническими параметрами.

Принцип работы насосов высокого давления, независимо от типа конструкции и рабочего элемента, остается неизменным. В процессе работы создается вакуум внутри камеры, что обеспечивает забор воды.

Под воздействием вакуума вода «втягивается» из источника и затем под высоким давлением выбрасывается через выходной патрубок.

На рынке могут встретиться как универсальные модели, которые подходят для всех температур, так и специализированные для холодной или горячей воды.

В зависимости от метода охлаждения двигателя насосы делятся на два типа: с сухим и мокрым ротором.

Насосы с сухим ротором

Модели с сухим ротором легко отличить от мокрых аналогов. У них асимметричная форма, с акцентом на силовую часть. Это связано с тем, что двигатель этих насосов оборудован крыльчаткой охлаждения и не контакте с водой в процессе работы.

Из-за ассиметрии и смещения оси, насосы с сухим ротором требуют дополнительной фиксации при установке, обычно на стене.

Эти устройства славятся высокой производительностью и часто применяются для водоснабжения больших площадей.

Отделение двигателя от гидравлической части с помощью сальникового уплотнителя обеспечивает более длительный срок службы по сравнению с мокрыми насосами. Однако уплотнитель и подшипник требуют регулярной замены.

Из-за этого насосу с сухим ротором необходимо более частое обслуживание и смазка его движущихся частей. Также стоит отметить, что они работают довольно шумно, поэтому место установки должно быть заранее продумано.

Насосы с мокрым ротором

Агрегаты данного типа используют перекачиваемую воду для охлаждения. Ротор находится в воде и защищен от статора водонепроницаемой перегородкой.

Насосы с мокрым ротором характеризуются низким уровнем шума и часто используются в системах отопления, а также для водоснабжения жилых помещений.

Их модульная конструкция позволяет легко разбирать устройства для замены отдельных частей.

В конструкции используются подшипники скольжения, которые не требуют обслуживания, но такие насосы имеют меньший срок службы и создают относительно низкое давление по сравнению с сухими аналогами. К тому же установку можно производить только в горизонтальном положении.

Среди недостатков можно отметить уязвимость к загрязненной воде, которая может вывести насос из строя.

Классификация по методу создания вакуумной камеры

Механизм работы насосов основан на принципе вытеснения. Процесс откачки осуществляется через изменение размеров рабочей камеры, а уровень создаваемого вакуума напрямую зависит от герметичности этой камеры.

Уровень вакуума может регулироваться, что позволяет изменять давление в разных участках системы.

В большинстве случаев вакуумные насосы имеют цилиндрическую конструкцию, внутри которой располагается вал либо импеллер, оснащённый рабочим колесом.

Главным элементом механизма является вал, играющий роль ведущего устройства. Рабочее колесо с лопастями вращается, захватывая жидкость, находящуюся в рабочей камере. В процессе вращения создаётся центробежная сила, которая способствует образованию жидкостного кольца. Внутреннее пространство этого кольца остаётся пустым и образует вакуум.

Вакуумные камеры насосов для воды, работающих под высоким давлением, могут иметь различные конструкции, включая центробежные, вибрационные и вихревые.

Центробежные устройства

Центробежные насосы охватывают большую часть рынка в категории перекачивающего оборудования, обеспечивая высокое давление в системах. Они перекачивают воду благодаря вращению рабочего колеса, которое установлено в спиралевидном корпусе. Это колесо состоит из двух соединённых дисков, между которыми расположены лопасти, направленные против потока поступающей жидкости.

Центробежные системы часто комплектуются гидробаками, которые обеспечивают запас воды и помогают справляться с перепадами давления, а также автоматизированными системами управления.

В процессе вращения образуется центробежная сила, которая выталкивает поток воды из центра камеры, перемещая её на периферийные зоны. Это приводит к снижению давления в центре рабочего колеса и поступлению воды в корпус насоса.

Центробежные устройства обычно оборудованы гидроаккумуляторами и соединяются с напорными трубопроводами через патрубки различных диаметров.

Если объём гидробака недостаточен, насос может использоваться для подачи воды в резервуары.

Центробежные насосы способны обеспечивать стабильную подачу воды под высоким давлением, но для их корректной работы необходимо, чтобы корпус был заполнен водой при запуске. У этих насосов есть ограничение — они не могут поднимать воду с глубины более 8 метров, но могут использоваться в системах с несколькими насосами и накопителями для повышения давления.

Напорные насосы находят применение в перекачивании колодезной, дождевой и скважинной воды. Они подходят как для стационарных установок, так и для мобильного использования.

В автономных системах водоснабжения напорные агрегаты могут служить для подачи воды из гидробака к потребителям.

Современные модели оснащены защитными системами от перегрева, а также устройствами, предотвращающими использование насоса без воды и сигнализирующими о возможных неисправностях.

Перед запуском напорный насос, как и любую поверхностную помпу, нужно заполнить водой. Для этого предусмотрено широкое горло для заполнения.

Вибрационные насосы с электромагнитным приводом

Конструкция вибрационных насосов основана на принципе действия магнита, который благодаря переменному току последовательно притягивает и отпускает якорь с поршнем. Изменение полярности приводит к частым движениям якоря за одну секунду.

Отсутствие вращающихся элементов в вибрационных электромагнитных насосах делает их одними из самых надёжных и долговечных.

В процессе вибрации вода сначала всасывается в рабочую камеру, а затем выталкивается через клапан в напорный патрубок. Вибрационный агрегат может работать совместно с центробежными насосами или наполнять накопительные ёмкости.

Вихревые насосы

В корпусах таких насосов расположен плоский диск с радиально размещёнными лопатками. Вращение диска создаёт вакуум.

Под воздействием вращения диска жидкость попадает в специально подготовленное пространство корпуса и выталкивается наружу после прохождения через камеру.

Вихревые насосы отличаются высокой силой всасывания и могут работать в присутствии воздушных пузырьков в воде. Однако они чувствительны к взвешенным частицам, что ограничивает их применения. Из-за склонности к поломкам при перекачивании загрязнённых вод их не рекомендуется использовать в песчаных скважинах и колодцах.

Рекомендованные производители и популярные модели

Среди известных мировых брендов, которые имеют наибольшее признание, стоит выделить:

• «Grundfos» — датская компания, производящая насосы с циркуляционной системой, отличающиеся малым размером.
• «CatPums» — оборудование этого бренда примечательно низкой пульсацией при высоком давлении.
• «Wilo» — немецкий концерн, специализирующийся на малогабаритных насосных станциях с интегрированными гидроаккумуляторами.
• «Sprut» — насосы этого бренда отличает требовательность к чистоте и температуре воды.

Указанные производители применяют проверенные производственные технологии, которые гарантируют надёжность своих насосов. Их продукция защищена от перегрузок, циклических действий и сухого хода.

Цены на маломощные модели насосов колеблются в пределах 30-50 у.е. Насосы более высокой производительности с автоматической системой можно приобрести за 70-100 у.е. Стоимость насосных станций составляет 80-150 у.е.

Компактные и лёгкие агрегаты удобно использовать как в индивидуальных системах водоснабжения, так и в квартирах.

Среди моделей среднего ценового диапазона выделяются:

• «Sprut 15WBX-8» — однодисковая конструкция с сухим ротором, обеспечивающая производительность 480 л/час при потребляемой мощности в 90 Вт. Легкий компактный агрегат устанавливается непосредственно на трубу.
• «Euroaqua 15WB-10» — вихревой насос с электрическим приводом, способный эффективно работать с жидкостями, содержащими воздух или газ.
• «Cristal 15GRS-10» — этот насос отличается низким уровнем энергопотребления и высоким КПД, способен подогревать воду до 65 градусов.

Экономить на китайских подделках не стоит, так как их ремонт часто оказывается невозможным. Неблагонадёжные производители стараются собрать их так, что поломка одной детали влечёт за собой необходимость полной замены всего агрегата.

Ключевые аспекты выбора оборудования

Выбирая насос для создания необходимого давления, следует учитывать множество параметров.

Оценка производительности устройства

Этот параметр зависит от задач, возложенных на насос, и нужного расхода воды. При определении общего расхода учитываются как хозяйственные, так и бытовые нужды, основываясь на максимальных показателях доставки воды всех точек потребления за единицу времени.

График соотношения производительности и напора, который большинство производителей прилагает к инструкциям, может помочь в данном вопросе.

Производительность насосов среднего класса позволяет наращивать давление как минимум на 1-1,5 атмосферы. Если этого недостаточно, в систему добавляют насосы повышения давления или редукторы для стабилизации напора.

Для бюджетного повышения давления можно установить редуктор при входе системы в дом или квартиру, который автоматически стабилизирует давление в системе.

Следует также учитывать, что производительность насоса не должна превышать мощность скважины или колодца, чтобы избежать быстрого истощения источника и работы оборудования «всухую», что может привести к его повреждению.

Необходимый напор устройства

Данный показатель определяет, на какую высоту насос способен поднимать воду в метрах. При расчёте необходимого напора важно учитывать горизонтальное расстояние подачи воды и стандартные потери давления во время её транспортировки по трубопроводам.

Для упрощения расчётов можно использовать правило, согласно которому напор принимается равным десятой части длины горизонтального трубопровода. Например, для шланга, подключенного к насосному оборудованию для полива, этот коэффициент составит 0,1.

Например, для скважины глубиной 10 метров воды, расположенной в 12 метрах от дома и поднимающейся на 4 метра от земли, необходимый напор составит: 10+4+(12:10)=15,2 метра.

Однако для более точного расчёта нужно учесть диаметр трубопровода и возможные потери давления при подъёме воды по трубам и при её прохождении через повороты. При недостаточном давлении на выходе поток будет слабым. Поэтому для водозаборных систем рекомендуется выбирать насосы, которые способны поддерживать давление в диапазоне 2-6 бар.

Не стоит использовать агрегаты с завышенными показателями для бытовых нужд, так как они создают повышенные нагрузки, что может привести к быстрому износу труб и сантехники.

При выборе оборудования также следует учитывать:

• предельные рабочие температуры;
• уровень шума при работе устройства.

В продаже можно найти как электрические установки, так и агрегаты, работающие на жидком топливе. Первые из них функционируют исключительно от источников электрической энергии и могут быть как двухфазными, так и трехфазными. Вторые же оснащаются двигателями внутреннего сгорания и используют в качестве топлива либо дизель, либо бензин.

Наличие автоматизированной системы значительно увеличивает цену оборудования. Тем не менее, высокая стоимость таких автоматических устройств, отличающихся долговечностью и высоким уровнем защиты от электрических сбоев, полностью оправдана, поскольку они способны более чувствительно реагировать на изменяющиеся условия и имеют меньший расход электроэнергии.

Итоги и полезные видеоматериалы

Посмотрите обзор насоса, предназначенного для повышения давления:

Пример организации системы с установкой для увеличения давления воды:

Рынок насосного оборудования предлагает разнообразие моделей. Однако эксперты рекомендуют делать покупки в специализированных магазинах. Это поможет выбрать наиболее подходящий вариант в зависимости от условий эксплуатации и получить гарантии на приобретенное оборудование, что особенно важно при покупке изделий высокой ценовой категории.

Если у вас есть опыт в выборе насоса высокого давления или вы хотите поделиться практическим применением такого оборудования, поделитесь своим мнением в комментариях ниже. Здесь также можно задать вопросы или рассказать о интересных открытиях.

Видео:

Насосы для повышения давления воды — рейтинг 2023 года