Будь-яка людська діяльність, так чи інакше, пов’язана з водою. Вода потрібна для пиття, для приготування їжі, для опалення, для миття, для змиву відходів, для поливу тощо.
І, звичайно ж, набагато зручніше, якщо воду не потрібно тягати відрами, і вона тече сама собою.
На запитання «як цього домогтися» відповість, мабуть, кожен — «поставити насос».
А ось який насос поставити, і які в нього мають бути характеристики?
На це запитання відповісти вже не так просто — відмінності в умовах роботи насосів призвели до вузької спеціалізації їхніх типів і величезної їхньої різноманітності. Режим роботи насоса, чистота води, необхідний тиск, об’єми, що прокачуються, — все це прямо впливає на тип використовуваного насоса.
Неправильно підібраний насос не дасть бажаного результату — і це в кращому випадку. У гіршому випадку він просто вийде з ладу, і повернути за нього гроші не вийде — у будь-якого насоса гарантія припиняється в разі невідповідності умов експлуатації його параметрам. Тому перед купівлею насоса слід ретельно визначитися з його призначенням і необхідними характеристиками. І, зрозуміло, треба розуміти, який параметр за що відповідає.
Занурювальний або поверхневий?
У деяких випадках умови експлуатації чітко визначають тип насоса — так, циркуляційний насос буває тільки поверхневим, а дренажні насоси практично всі заглибні.
А ось для забору води з колодязя або свердловини вже можна використовувати обидва види насосів. І, обираючи поверхневий насос для поливу або водопостачання, слід звернути увагу на його плюси й мінуси, як порівняти із занурювальним.
— Насос завжди доступний, його простіше обслуговувати і простіше замінити.
— Продуктивні (понад 30 л/хв) поверхневі насоси дешевші за заглибні з аналогічними параметрами.
— Невелика глибина забору — більшість моделей не можуть забирати воду з глибини понад 9 м, а на глибинах 5-8 метрів їхня продуктивність буде набагато нижчою за паспортну.
— Висока гучність — без додаткової шумоізоляції роботу насоса буде чути в будь-якій точці будинку, навіть якщо він розміщений у підвалі.
— Якщо насос розташований поза домом, не можна допускати його замерзання. Приміщення, в якому він розташований у холодну пору року, доведеться опалювати
— Найменший підсмоктування повітря на вході поверхневого насоса з відцентровим механізмом призводить до значного падіння продуктивності.
Таким чином, поверхневий насос буде необхідний для організації опалення; вдалим рішенням буде використання його і для поливу; для налагодження водопостачання поверхневий насос має сенс використовувати тільки з неглибокими колодязями. У всіх інших випадках краще вибирати серед заглибних насосів.
Характеристики поверхневих насосів
Вид насоса визначає його сферу призначення.
— Насосні станції являють собою комплект із поверхневого насоса, гідроакумулятора і реле тиску.
Поверхнева насосна станція дає змогу максимально швидко і просто організувати водопостачання з постійним тиском у мережі та розбором із кількох точок.
— Садові насоси застосовуються здебільшого для поливу, хоча потужні садові насоси цілком можна використовувати в системі водопостачання приватного будинку — якщо дасть змогу глибина забору води.
— Поверхневі фекальні насоси дають змогу перекачувати побутові стічні води в тих випадках, коли неможливо організувати каналізацію самопливом.
— Циркуляційний насос застосовується для забезпечення циркуляції теплоносія в системах опалення.
Застосування циркуляційного насоса дає змогу значно зменшити вартість системи опалення завдяки застосуванню труб меншого діаметру та спрощенню їх прокладання.
Механізм насоса
У вихрових і відцентрових насосів двигун обертає робоче колесо з лопатками, поміщене в циліндричний корпус.
Особливостями вихрових насосів є розташування вхідного і вихідного патрубків (по дотичній до колеса) і мала (до 0,2 мм) відстань між корпусом і лопатками. Під час обертання крильчатки на вхідному патрубку створюється розрідження, під дією якого рідина потрапляє всередину насоса, рухається разом із лопатками колеса по колу і викидається з вихідного патрубка.
Вихровий насос створює на виході великий тиск за невеликої витрати, тому вихрові насоси часто застосовують під час організації систем водопостачання приватних будинків: витрата в таких системах невелика, а високий тиск дає змогу створити гарний натиск на другому і навіть третьому поверсі.
Основний недолік цієї конструкції — її вимогливість до чистоти рідини, що перекачується: за наявності у воді піску колеса і стінки корпусу швидко зношуються, і продуктивність насоса падає в рази. Крім того, ККД вихрових насосів нижчий, ніж у відцентрових.
У відцентрових насосів рідина надходить у центр колеса, що обертається, розганяється лопатками і викидається через вихідний патрубок під дією відцентрової сили.
Відцентрові насоси менш вимогливі до чистоти води, тому можуть використовуватися для забору води з природних водойм. Відцентрові насоси використовуються для поливу і для організації водопостачання, якщо вода в колодязі або свердловині недостатньо чиста.
Основний недолік поверхневих відцентрових насосів — підвищені вимоги до герметичності водозабору. Якщо вхідний патрубок буде підсмоктувати повітря, продуктивність насоса сильно впаде. Крім того, перед увімкненням поверхневого відцентрового насоса, в його корпус обов’язково слід залити воду через заливну горловину. Якщо цього не зробити, можливий вихід насоса з ладу.
Споживана потужність визначає основні характеристики насоса: його продуктивність, тиск, висоту забору тощо. Але вибирати насос тільки за цим параметром не варто — два насоси з однаковою потужністю можуть сильно відрізнятися в продуктивності і створюваному тиску.
Підбирати насос слід відповідно до умов експлуатації, а потужністю користуватися як індикатором «чесності» виробника: якщо за схожих з іншими моделями параметрів обрана модель має помітно меншу потужність, то до такої моделі слід поставитися з підозрою, особливо якщо вона випущена маловідомим виробником.
Продуктивність визначає, який обсяг води насос здатний прокачати за певний час. Для різних типів насосів застосовуються різні способи розрахунку необхідної продуктивності, що залежать від безлічі параметрів: глибини забору, дебету свердловини, архітектури та протяжності системи, кількості точок розбору, діаметра труб тощо. Для приблизної ж оцінки необхідної продуктивності можна скористатися такими величинами:
— Для водопостачання необхідну продуктивність можна орієнтовно порахувати, помноживши кількість одночасно відкритих кранів на 10 і додавши 20-30% запасу. Так, якщо припустити, що в будинку можуть бути одночасно відкриті три крани, то продуктивність насоса має бути не менше 3*10*1,2 = 36 л/хв.
— Для поливу слід підсумувати витрату поливальних пристроїв, що одночасно працюють, і додати запас 20-30%. Приблизну оцінку тут давати складно, тому що витрата поливальних пристроїв може коливатися від одиниць літрів за хвилину в невеликих крапельних системах до десятків літрів за хвилину в дощувачах.
Якщо дуже грубо, то продуктивності до 20 літрів на хвилину вистачить для одночасної роботи одного-двох дощувачів, такий насос більше придатний для ручного поливу.
Для одночасної роботи декількох зрошувачів, що поливають площу 3-5 соток, потрібна продуктивність близько 30 літрів на хвилину.
Для поливу площі в 10 соток знадобиться продуктивність у 60-80 літрів на хвилину.
Для поливу великих площ використовуються системи автоматичного поливу, що вмикають дощовики по черзі, що знижує необхідну продуктивність насоса.
Тут слід зазначити, що продуктивність, яка вказується в характеристиках насоса, дається для нульової висоти підйому і нульової висоти забору. І для поливу, і для водопостачання, що з більшої глибини забирають воду і що на більшу глибину вона піднімається, то продуктивність насоса нижча. У керівництві з експлуатації насоса зазвичай даються графіки її залежності від висоти підйому.
Якщо графіків немає, можна приблизно оцінити продуктивність на потрібній висоті, прийнявши, що на максимальній висоті підйому продуктивність дорівнює 0.
-Для опалення підрахунок продуктивності проводиться за допомогою теплотехнічних розрахунків, і нехтувати ними не варто: для однієї й тієї самої площі опалювальних приміщень необхідна продуктивність насоса може змінюватися в десятки разів залежно від середньорічної температури, архітектури системи опалення, діаметру й протяжності труб, кількості та розміру радіаторів тощо.
Для дуже грубої оцінки можна оцінити потрібну продуктивність (у л/хв), поділивши площу приміщення на 10 для радіаторного опалення і на 3 — для опалення теплою підлогою.
Глибина занурення визначає, якою є максимальна відстань від насоса до поверхні води, тобто, з якої максимальної глибини насос здатний забирати воду. Але слід мати на увазі, що під час забору води з максимальної глибини, його продуктивність і тиск на виході будуть набагато нижчими.
Насос завжди слід підбирати зі значним запасом за глибиною забору і з урахуванням того, що будь-яка глибина, відмінна від 0, знижує продуктивність насоса — графіки залежності продуктивності від глибини забору зазвичай наведені в керівництві.
Допустима температура рідини важлива, якщо передбачається відкачування гарячих рідин. Також на неї слід звернути увагу під час вибору циркуляційного насоса. Більшість циркуляційних насосів розраховано на температуру до 110°С, чого цілком достатньо для будь-яких рідинних систем опалення. Але зустрічаються моделі з допустимою температурою 60°С — такі рекомендується встановлювати на системах теплої підлоги, де температури рідко перевищують 30°С.
Підйом води визначає, який тиск створюється на виході насоса і на яку висоту він здатний підняти воду. Так само, як і у випадку з глибиною забору, висота підйому, наприклад, у 40 метрів, не означає, що на висоті в 40 метрів буде текти вода. Висота підйому в 40 метрів означає, що вище за цю висоту вода текти вже не буде взагалі, а на 40 метрах якщо й буде, то буквально краплями.
Тому висоту підйому треба підбирати із запасом. Для орієнтовного розрахунку підйому води використовується така формула: H = 10P + ΔP + ΔH, де P — мінімальний тиск у верхній точці розбору, для водопостачання це 2,5-3 бари. ΔP — втрати тиску на горизонтальних ділянках трубопроводу, приблизно рахується як 10% від сумарної довжини горизонтальних ділянок. ΔH — перепад висоти між рівнем установки насоса і висотою верхньої точки розбору.
Наприклад, якщо довжина горизонтальних ділянок трубопроводу становить 10 м, насос установлено на висоті 1 м від землі, а верхня точка розбору — кран на другому поверсі — розташований за 6 м від землі, то потрібний підйом води буде: Н=10*3+0,1*10+5 = 36 м.
Але майте на увазі, що підйом води насосів наводиться для забору з нульової глибини. Що з більшої глибини насос забирає воду, то сильніше падає висота підйому. Якщо в керівництві насоса наведені графіки залежності вихідного тиску від глибини забору, слід скорегувати необхідну висоту за ними.
Якщо графіка немає, то для оцінки до необхідної висоти можна додати глибину забору в метрах, помножену на 1,5. Але врахуйте, що такий метод розрахунку досить грубий і незастосовний, якщо глибина огорожі близька до максимальної (понад 80%).
Для вищенаведеного прикладу, якщо додати умову забору з глибини 2 м, розрахунок матиме такий вигляд: Н = 2*1,5+10*3+0,1*10+5 = 39 м. Для кращого напору води і для запобігання падінню напору зі зносом деталей насоса, є сенс передбачити запас у 20-30%.
Автоматичний контроль рівня води (датчик сухого ходу) необхідний для будь-якого насоса, особливо, якщо передбачається його використання в автоматичному режимі. Якщо датчика сухого ходу немає в комплектації насоса, його слід докупити окремо і підключити насос через нього. Нехтувати датчиком сухого ходу не варто, навіть якщо ви впевнені, що вода для насоса ніколи не скінчиться. Завжди можливе пошкодження всмоктувального шланга, яке — за відсутності датчика сухого ходу — швидко призведе до поломки насоса.
Варіанти вибору поверхневих насосів
Якщо вам потрібен недорогий насос для організації поливу дачної ділянки в ручному режимі, вибирайте серед малопотужних садових насосів.
Якщо чистота води, що перекачується, залишає бажати кращого, вибирайте серед відцентрових садових насосів.
Насосна станція допоможе вам швидко і просто організувати в приватному будинку (або на присадибній ділянці) водопровід.
Якщо вам потрібно зливати стічні води в точці, віддаленій від найближчої каналізаційної труби, або якщо вхід у каналізацію розташований вище точки зливу, вам знадобиться поверхневий фекальний насос.
Опалення з природною циркуляцією в сучасних будинках давно вже не використовується, і для руху теплоносія по трубах у системі опалення має бути циркуляційний насос.