Какой насос выбрать для водоснабжения частного дома

А. Минайлов

Насосы для водоснабжения частного дома на сегодня широко представлены на украинском рынке. При всем внешнем сходстве они имеют существенные различия в технических параметрах, прежде всего, по уровню надежности и энергоэффективности. Попробуем дать некоторые советы по выбору такого оборудования в зависимости от потребности и конкретных условий применения.

Типы насосов для воды

Насосы водоснабжения для частного дома структурируют по вариантам использования. Это может быть применение для повышения давления в сети (насосы-бустеры), забор воды из неглубоких колодцев поверхностными насосами, обеспечение водоснабжения из глубоких колодцев погружными насосами, и, наконец, скважинные насосы, рассчитанные на подъем с больших глубин (рис. 1).

В случае колодцев до 8 м, как правило, применяют поверхностные самовсасывающие насосы. Для немного более глубоких источников обустраивают приямки для размещения оборудования. Если же глубина до 12 м и выше, используют уже другой тип оборудования – погружные насосы. На глубинах залегания воды свыше 20 м необходимо бурение скважин и, соответственно, покупка скважинных насосов.

Рис. 1. Типы насосов для водоснабжения:
а) поверхностный, б) погружной, в) скважинный

Все зависит от гидрологических особенностей территории, на которой расположен дом. Определяющими факторами являются глубина залегания вод и их пригодность для использования в хозяйственно-бытовых нуждах и для питья.

Насос для повышения давления водыи колодцы

В случае централизованного водоснабжения частного дома часто требуется повысить давление в сети для обеспечения нормальной работы сантехнического оборудования и комфортного водопользования. В этом случае современные насосы, которые еще называют бустерами, могут обеспечить повышение давления с 2 (на входе) до 5,5 атмосфер. Это особенно актуально для местностей с большими перепадами высот.

Практически то же самое насосное оборудование применяется и для подъема воды из неглубоких колодцев (до 8 м) или перекачивания из резервуаров. В ряде случаев это даже одни и те же модели, которые используются для разных назначений.

Однако есть и небольшие насосы для точечных решений по поднятию давления – для обеспечения функционирования определенного оборудования. Часто – это газовая колонка.

Скважины

Как правило, получить воду наилучшего качества позволяет бурение и обустройство скважин. Однако это и наиболее финансово затратный способ организации системы водоснабжения.

Обычно буровые скважины бывают диаметром от 6’’ до 14’’ и бурятся на глубину до 40 м, но цифра может достигать 100 и более метров, в зависимости от расположения водоносных горизонтов. Точно определить необходимую глубину невозможно даже с использованием гидрогеологических карт. Поэтому нет смысла и заказывать насос заранее, фактически, наугад.

Взвешенный выбор инженерного оборудования будет зависеть от ряда параметров источника водозабора, устанавливаемых опытным путем. Это, прежде всего, дебет (производительность) скважины. Кроме того, определяют такие параметры, как статический (фактический уровень залегания или расстояние от поверхности до зеркала воды) и динамический (уровень воды в конкретно взятой скважине при включении насоса) уровень воды (рис. 2). Последний фактор характеризует то, насколько быстро можно качать воду, чтобы не опустошить источник.

Рис. 2. Каждая скважина имеет индивидуальные параметры уровня воды и производительности

Все параметры, определенные экспериментальным путем, прописываются в паспорте скважины. Его выдает компания, занимающаяся бурением. Именно по данному документу можно точно и правильно подобрать насос, который будет обеспечивать необходимые потребности домохозяйства.

Производительность насосов для воды и напор

Одни из базовых технических параметров при выборе насоса – производительность и напор.

Если говорить о производительности, то она подбирается с учетом потребности жителей дома, по наибольшему пиковому потреблению: когда одновременно задействованы все точки водоразбора (табл. 1). Обычно это происходит в утреннее и вечернее время.

Таблица. 1. Пример расчета производительности насоса для воды

Наиболее популярными для домов с проживанием семей из 4 человек являются насосы с производительностью около 3 м3/ч. Однако важно, чтобы и параметры скважины (или другого источника воды) позволяли это реализовать. Лучше, конечно, иметь некий запас. Ведь при превышении производительности насоса над дебетом скважины, оборудование будет чаще отключаться для защиты от перегрева, или может даже сгореть.

Напор насоса характеризует то, какое давление должен развивать агрегат, чтобы поднять воду с глубины и доставить ее потребителю. При его расчете суммируют глубину залегания воды (с учетом понижения уровня при работе насоса), высоту до самой верхней точки водоразбора, потери давления по всей длине трубопровода и в запорно-регулирующей арматуре, необходимое остаточное давление в кране (табл. 2).

Таблица 2. Пример расчета необходимого напора насоса

Таким образом, выбор насоса должен производиться индивидуально. К примеру, в наиболее популярной для частных домов линейке оборудования с производительностью 3 м3/ч, есть множество моделей с различным напором (40, 80 м и т.д.). Параметры насосов отображаются в виде кривых характеристик (расход Q, м3/ч; напор Н, м). Рассчитав необходимые значения Q и Н можно выбрать насос, характеристика которого обеспечивает эти параметры (рис. 3).

Рис. 3. Кривые для подбора насосного оборудования

Зачем нужна автоматика?

Современный насос – это не просто устройство для перекачивания воды, состоящее из гидравлической части и электродвигателя, а своего рода станция, включающая в себя как непосредственно сам насос, так и вспомогательное оборудование (гидроаккумуляторный бак) и блок управления. Задачи автоматики – контролировать текущее состояние системы и, в зависимости от этого, управлять включением/выключением насосов. Кроме того, современные решения позволяют плавно изменять режим работы насоса, тем самым поддерживая производительность на необходимом в данный момент времени уровне. А интеллектуальные функции блока управления помогают поддерживать не только насосы, а и всю систему в исправном, работоспособном и эффективном состоянии.

Наличие встроенной автоматической блокировки позволяет избежать поломок и увеличивает срок службы. И чем больше таких степеней защиты, тем оборудование надежнее. Конечно, простой насос без автоматики стоит дешевле, но отсутствие функций предохранения может значительно сократить срок службы и привести к преждевременному выходу из строя при малейшей нештатной ситуации. При желании автоматику можно установить после приобретения оборудования, дополнительно. Однако для этого необходим грамотный специалист, да и правильно подобрать оборудование очень непросто. Такой подход больше применим для крупных промышленных систем. Для бытовых нужд лучше сразу приобрести оборудование со всеми необходимыми встроенными функциями. Это гарантирует совместимость и надежность функционирования.

Функции надежности насосов для воды

Итак, на что стоит обратить внимание в первую очередь? Прежде всего, обязательно должна быть защита от «сухого хода». Она гарантирует, что, в случае отсутствия воды (резкого снижения уровня) или повышенного содержания в ней воздуха, насос отключится, и это убережет его от сгорания.

Обязательной считается защита от перегрева двигателя. Это может произойти из-за повышенной нагрузки. Важна также защита от блокировки ротора – в случае попадания посторонних предметов он перестанет вращаться. Данная функция сработает раньше, чем защита от перегрева двигателя и, таким образом, убережет обмотку, продлит рабочий ресурс мотора. Механизм срабатывания блокировки ротора состоит в отслеживании электроникой повышения токов двигателя. Именно их определенное высокое значение и активирует защиту.

В ряде насосов установлена защита от слишком высокого или очень низкого напряжения: они могут работать в диапазоне параметров электропитания от 150 до 315 В. Стоит отметить, что качество электроэнергии напрямую влияет на работу двигателя (низкое напряжение уменьшает эффективность). Поэтому применение стабилизаторов, хоть и не является обязательным по рекомендациям производителей, но в отечественных условиях также разумно.

Исключить образование пиковых пусковых токов, снизить нагрузку на электросеть, а также защитить от гидроударов (и связанных с этим аварий) позволяет функция плавного пуска.

В наиболее продвинутых моделях насосов предусмотрена защита от протечек. Если давление в системе с одинаковой периодичностью снижается и повышается (вследствие потерь из-за «прокапывания» изношенной прокладки между фланцевыми соединениями или, к примеру, протекания клапана в сливном бачке унитаза), то высвечивается соответствующая ошибка, извещающая об аварийной ситуации. Таким образом, данная функция позволяет определить неисправность в системе водоснабжения и своевременно её устранить.

Интересной является функция защиты от замерзания, реализованная в некоторых современных моделях. Если температура воздуха внезапно опускается кратковременно ниже нуля, то защита насоса автоматически активирует режим циркуляции воды, чтобы она не замерзла. Это очень актуально, к примеру, в поверхностных насосах при ранних осенних заморозках в ночное время.

Энергоэффективность насосов

К числу важнейших параметров, на которые стоит обращать внимание при выборе оборудования, относится энергоэффективность. Ведь экспертами подсчитано, что за время службы насос потребляет электроэнергии на гораздо большую сумму, чем его первоначальная стоимость. В оценке так называемого жизненного цикла (LCC), цена энергоносителей доходит до 85%. Фактически, первоначальная стоимость оборудования составляет только 5% – и это лишь верхушка айсберга общих затрат.

Привычная европейская маркировка энергоэффективности (по первым буквам алфавита – А, В, С, D, E) для насосов в настоящее время не применяется. В отношении этого оборудования действует другой принцип классификации. Ориентироваться можно, в частности, на указанную на этикетке эффективность электродвигателя. Она обозначается буквами IE и цифрой. Чем выше значение, тем лучше. Но это относится только к двигателю, а не в целом к изделию. И, к тому же, больше применяется для промышленных моделей.

Можно ориентироваться на реальную потребляемую мощность (P1, Вт). Ее можно рассчитать путем деления указываемой в паспорте номинальной мощности электродвигателя (P2, Вт, – мощность, которую двигатель способен развить) на коэффициент полезного действия (КПД). Последний показатель для различных типов двигателей разный. При этом в паспортных данных на изделие указывается, как правило, наивысший КПД, достигаемый при определенных оптимальных условиях, а реальный КПД изменяется в зависимости от текущего режима работы насоса.

Наиболее энергоэффективными в настоящее время являются насосы с частотным регулированием (рис. 4). В них, за счет особенностей конструкции, обеспечивается плавное изменение скорости вращения двигателей, в зависимости от требуемой в данный момент мощности. Это позволяет поддерживать давление на необходимом для пользователя стабильном уровне. Таким образом, нивелируются скачки давления, улучшается комфортность водопользования, существенно снижаются затраты электроэнергии.

Рис. 4. Бытовой поверхностный нанос для водоснабжения с частотным регулированием

Всего этого невозможно достичь в насосах, которые работают в одном постоянном режиме производительности, с одинаковой – максимальной – скоростью вращения ротора электродвигателя.

Конечно же, экономия зависит от режима и объемов водопользования. Поэтому изначально насосы с частотным регулированием предназначались для промышленных объектов и станций коммунального хозяйства. И сравнительно недавно стали доступны в бытовых сериях оборудования. Сейчас подобные насосы (в наименовании их, как правило, присутствует буква «Е») уже не редкость и есть в ассортименте ведущих производителей. Их цена уже ненамного (10–20%) отличается от аналогов, выпускаемых по старой технологии. И владельцы частного дома, особенно при постоянном проживании, могут рационально воспользоваться этим комфортным и энергоэффективным решением.

Перспективным в настоящее время является разработка систем, позволяющих управлять бытовыми насосами удаленно через сеть интернет. Данные решения по диспетчеризации уже применяются на крупных промышленных или коммерческих объектах.

Шум

Если насос системы водоснабжения устанавливается непосредственно в доме (к примеру, в подвале), то на первый план выходит фактор шума при работе. Чем этот показатель ниже, тем лучше. Наиболее тихие современные насосы характеризуются уровнем шума в пределах от 47 до 53 дБА. Это можно сравнить с посудомоечной машиной.

Показатель шума зависит, в основном, от конструкции и скорости вращения двигателя. Поэтому, насосы с частотным регулированием более тихие, чем работающие на постоянной максимальной скорости. При этом уровень звукового шума, как правило, напрямую связан с вибрацией. Чем ниже первый показатель, тем меньше гул, передаваемый по строительным конструкциям.

Материалы

Для бытового оборудования, не требующего высокой производительности или специальных исполнений (для особых условий эксплуатации), материал рабочего колеса насоса не имеет критического значения. Это может быть как чугун, нержавеющая сталь, так и полимерный композит. В зависимости от конструкции решения могут быть различны. Все более часто в бытовых моделях применяется технополимер, что позволяет снизить массу и инерцию рабочего колеса, и тем самым повысить энергоэффективность. В других моделях применяется нержавеющая сталь, она считается более долговечной. Самым дешевым и наименее предпочтительным с точки зрения надёжности и эффективности вариантом является чугун.

Что касается корпуса, то в поверхностных насосах его зачастую производят из чугуна. Этот материал подвержен коррозии, поэтому большое значение имеет то, как обработана поверхность. Чаще всего встречается порошковое окрашивание. Более надежный способ защиты – катафорезное покрытие. Оно наносится с помощью электролитического осаждения (когда деталь погружается в емкость со специальным раствором, через который пропускают электрический ток). Такое покрытие более стойкое к коррозии и механическим повреждениям. Полную защиту от ржавчины обеспечивает использование в некоторых современных моделях поверхностных насосов пластикового корпуса. Это особенно актуально при использовании в среде с повышенной влажностью – в колодцах, приямках и т.п. При этом рама таких насосов производится из алюминия, также стойкого к коррозии.

Большое значение для долговременной эксплуатации оборудования имеет уровень герметичности корпуса. В современных поверхностных бытовых насосах этот показатель достигает класса IPX4D (защита от брызг).

Если говорить о скважинных насосах, то их корпуса, как правило, производят из нержавеющей стали. Это обеспечивает защиту на протяжении долгих лет эксплуатации без всякого наружного покрытия.

Часто при выборе скважинных насосов не обращают внимания на то, из какого материала сделан кабель электропитания. Он должен быть герметичным и водостойким. Если жила у всех кабелей, как правило, медная, то изоляция – из различных полимерных материалов. Важно, чтобы они были пригодны для применения с питьевой водой, ведь скважина используется для ее подачи, и в жидкость не должны попадать вредные вещества, которые может содержать изоляция.

Что касается выбора сечения кабеля, то учитывают его длину и мощность оборудования.

Монтаж насоса для воды

Насосы – сложная и дорогая техника, поэтому квалификация монтажников должна быть соответствующе высокой. От грамотной инсталляции оборудования зависит многое, ведь ошибка чревата быстрым выходом насоса из строя. Кроме того, несоблюдение инструкций может лишить пользователя гарантии на технику.

Максимально укомплектованные всем необходимым насосы (мембранные баки, датчики, подключения, реле, а также функции защиты, предусматривающие автоматическое отключение в случае нештатных ситуаций), менее подвержены серьезным поломкам вследствие неправильного монтажа. Даже если работник что-либо перепутал. Как правило, современная техника имеет и минимальные требования к настройке.

При монтаже поверхностных насосов важно правильно организовать линию всасывания. Если будет заужен диаметр трубопровода (увеличено сопротивление), то из-за недостаточного давления на входе есть риск кавитации. Она возникает тогда, когда насос «пытается» поднять воду с большей глубины, чем это возможно. Из-за пониженного давления в линии всасывания растворенный в воде воздух выделяется в виде пузырьков и, когда эти пузырьки попадают на рабочее колесо насоса, в область высокого давления, они «схлопываются». Этот процесс подобен многочисленным «микровзрывам» и может достаточно быстро привести к полному разрушению рабочего колеса и гидравлической части насоса.

Поэтому в идеальном случае желательно заранее учесть в гидравлических расчетах (рис. 5) конфигурацию линии и ее размеры. И при монтаже придерживаться требований проекта. Ведь даже один–два лишних поворота в трубопроводе приводят к увеличению сопротивления и лишним потерям, из-за которых характеристик выбранного насоса может быть недостаточно.

Рис. 5. Наглядный пример расчета сопротивлений

Реконструкция систем водоснабжения частного дома

Замена насосов в старых системах водоснабжения – мероприятие не сложное и под силу даже неквалифицированному специалисту. Однако есть нюанс, который важно учитывать – это общее состояние трубопроводов. Со временем оно ухудшается: уменьшается внутренний диаметр из-за отложений на стенках труб. Это приводит к повышению сопротивления. Поэтому при замене насосов для водоснабжения старых домов, вероятно, стоит предусмотреть установку оборудования с большим напором. Впрочем, ситуация может быть и обратной. Ведь потребность в воде на объекте меняется исходя из числа жильцов дома.

Учитывая современные тенденции и развитие технологий, замена устаревшего оборудования – мероприятие выгодное с точки зрения экономии энергии. Ведь на место старого насоса с электрической мощностью в 1 кВт можно поставить аналогичный современный, но с энергопотреблением 0,5 кВт. То есть оборудование будет вдвое эффективнее.

Обслуживание насосов

Насосы, как и любая другая техника, требует бережного внимательного обращения и своевременного ухода. Как это делать, более подробно описывается в инструкции по эксплуатации оборудования. Что касается насосов для водоснабжения, то это может быть периодическая проверка давления, промывка. При покупке стоит поинтересоваться, какие профилактические и другие работы необходимы.

Имеет значение и срок гарантии, предоставляемый продавцом или, желательно, производителем. Чем он больше, тем меньше обслуживания требует оборудование. При этом лучше, если гарантия распространяется на весь комплект оборудования (а не отдельно на насос и автоматику). Это по умолчанию предполагается в случае комплектных решений.

Срок службы насоса

Срок службы насосов при правильном выборе, монтаже и эксплуатации составляет 10–15 лет, но может достигать и 20 лет. Многое зависит от условий работы – таких факторов, как влажность, запыленность, качество воды. Последнее, в частности, очень актуально для скважинных насосов. Если в воде много песка, то надо подбирать оборудование исходя из его содержания. Кроме того, особое внимание необходимо уделить обустройству фильтров отделителей песка.

Вывод

На основании всего вышеперечисленного, можно сделать вывод, что при всем богатстве выбора наиболее надежными, экономными и комфортными в применении являются современные насосы, оснащенные двигателями с частотными преобразователями и автоматикой.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!

Просмотрено: 11


Оставьте комментарий

Telegram