Вихревой поверхностный насос. Центробежный насос или вихревой: какой лучше

По функциональности поверхностные насосы (см. "Тип") можно разделить на обычные , циркуляционные , насосные станции и канализационные установки .
Обычные поверхностные насосы являются самовсасывающими и устанавливаются вне источника, соединяясь с ним при помощи обычного садового шланга. Если предполагается круглогодичное использование насоса, то необходимо продумать защиту его корпуса от промерзания в холодное время года. Как правило, мощности обычных бытовых поверхностных насосов хватает на поднятие воды с глубины 7-9 метров . Несомненными достоинствами данного типа насосов являются простота установки, легкость конструкции и возможность быстрой переноски прибора с места на место.
Насосные станции созданы на базе обычного поверхностного насоса. При этом они могут поддерживать постоянное давление воды, имеют опции автоматического отключения и включения двигателя, а также другие полезные функции. Помимо блока автоматики насосные станции имеют гидробак различной емкости (см. "Объем гидробака").
Существуют также насосные станции с большей глубиной всасывания (до 50 м ). Однако из-за высокой цены они не пользуются популярностью (дешевле купить скважинный или колодезный насос, см. "Тип погружного насоса").
Насосные станции могут быть эжекторными (см. "Тип эжектора"). Такие устройства работают достаточно шумно, поэтому предпочтительно задействовать их при поливе огорода. Для установки в жилом помещении лучше использовать насосную станцию, в которой применяется многоступенчатая гидравлическая конструкция.
Циркуляционные насосы используются в уже функционирующих системах отопления для обеспечения циркуляции теплоносителя (т.е. горячей воды) при охлаждении и кондиционировании помещений. Такой насос обеспечивает принудительное движение воды по кругу, что особенно важно для домов со сложной системой отопительных труб. Создающиеся перепады давления помогают преодолевать сопротивление в трубе.
Существуют и совсем простые модели, не требующие монтажа, и более сложные установки. При выборе циркуляционного насоса важно учитывать его производительность (см. "Пропускная способность"), напор (см. "Максимальный напор"), диаметр трубопровода и температуру воды (см. "Максимальная температура воды").
Канализационные установки применяются для отвода сточных вод в канализацию. В отличие от погружных фекальных насосов (см. "Тип погружного насоса"), установки располагаются вне источника воды. Для перекачки воды из приемных резервуаров применяется фекальный насос, а для откачки вод непосредственно из водозаборных точек применяются канализационные станции. С помощью шлангов они подключаются к стиральной машине, раковине, ванной и т.д. Благодаря компактности корпуса установки почти не занимают места и легко монтируются. При этом они отличаются очень хорошей производительностью. Различаются установки, которые можно подключать одновременно к нескольким водозаборным точкам или к каждой по отдельности (см. "Число водозаборных точек").

Без насоса не обойтись в загородном доме или на даче, особенно если у вас есть искусственный водоем или скважина. Выбор этого оборудования зависит от множества нюансов, каждая модель имеет свои характеристики, достоинства и недостатки. При этом можно заранее ознакомиться с особенностями отдельных типов изделий, что значительно упростит процесс покупки. Отдельного внимания заслуживает самовсасывающий поверхностный насос.

О главной отличительной особенности изделия говорит само его название. Оно легко эксплуатируется на поверхности земли, не требуя погружения в жидкость. Вода перекачивается с помощью подключенных к прибору шлангов – заборного и подающего. По первому происходит подъем жидкости из источника, а по второму осуществляется излив.

Поверхностный самовсасывающий насос широко используется для перекачивания воды из открытых источников (прудов, бассейнов), неглубоких колодцев (до 7 м), полива сельскохозяйственных насаждений. Он также может выступать отдельным элементом насосной станции и служить для закачивания воды в накопительную емкость.

Использование поверхностного насоса

Материалом для изготовления таких приборов служит чугун, нержавеющая сталь или пластик. Последний предпочтительнее, так как пластиковые модели имеют малый вес, хорошую влагостойкость и устойчивость к коррозийным процессам. При этом их стоимость может быть на порядок выше, чем у аналогов из чугуна и стали.

Прибор с пластиковым корпусом

Достоинства и недостатки поверхностных насосов

Принцип работы, материал изготовления, допустимые условия эксплуатации – эти и многие другие моменты определяют достоинства и недостатки самовсасывающих насосов поверхностного типа.

К достоинствам таких приборов для перекачивания воды можно отнести:

Удобство обслуживания – чистка, ремонт. Погружную модель иногда не так просто извлечь из скважины, чтобы определить поломку.
Мобильность. Компактные размеры и небольшой вес изделий позволяют без труда менять их месторасположение на участке. Однако слишком удалять прибор от водоисточника не следует.
Простоту установки. Необходимо лишь подключить шланги и надежно установить устройство на поверхности земли.
Относительно невысокую цену. Для сравнения: использующиеся на большой глубине погружные модели имеют большую мощность, степень влагостойкости и прочности. За счет этого их цена может в 2-3 раза превышать цену поверхностных насосов.
Возможность использования их в составе насосных станций.

Насосная станция на базе прибора поверхностного типа

При указанных достоинствах самовсасывающие насосы поверхностного типа имеют и ряд существенных недостатков.

Малая глубина всасывания (до 7 м). Оснащение изделия эжектором позволит увеличить этот показатель.
Небольшой напор воды, которого достаточно для полива садового участка, но не всегда достаточно для качественного водоснабжения дома.
Чувствительность к загрязнениям в воде.
Некоторые модели работают слишком шумно.

Как работает самовсасывающий насос

По принципу работы поверхностные самовсасывающие насосы принято разделять на центробежные и вихревые.

Принцип работы и особенности центробежного прибора

Работа центробежных моделей основана на движении рабочего колеса (крыльчатка) внутри его корпуса и создании центробежной силы, продвигающей воду.

Схема работы центробежного насоса

Последовательно это выглядит следующим образом:

Корпус прибора полностью заполняется водой для вытеснения из него воздуха.
При его включении начинается движение рабочего колеса, создается центробежная сила, выталкивающая воду к выпускному отверстию.
При этом в зоне заборного отверстия создается разряжение, провоцирующее засасывание нового объема жидкости.

Заполнение рабочей камеры водой перед включением прибора

Обратите внимание: если крыльчатка одна, то говорят об одноступенчатой системе движения воды, если две и более – о многоступенчатой.

Центробежные модели ценятся за высокий КПД, возможность перекачивания больших объемов воды (актуально для водообеспечения дома), компактные размеры и простоту устройства. Они также характеризуются меньшей чувствительностью к загрязнениям, чем вихревые аналоги.

Самым значимым недостатком является невозможность работы прибора с воздухом. Крыльчатка не может генерировать всасывающую силу из воздуха в камере. Более того, если в «рукаве» насоса образуется воздушная пробка, то процесс перекачивания воды может приостановиться.

Как работает вихревой насос поверхностного типа

Вихревые насосы предназначены для работы с малозагрязненной водой без абразивных частиц, способствующих их быстрому износу и поломкам. Однако они значительно превосходят центробежные модели в том, что всасывающее усилие может быть сгенерировано из смеси воздуха и воды или одного воздуха.

Эти приборы гораздо больше подходят для орошения земельных участков, чем для водоснабжения дома. При этом они с успехом могут комбинироваться с центробежными моделями, образуя многоступенчатую систему перекачивания воды.

Что касается устройства такого изделия, то вращающимся элементом является уже не крыльчатка, а импеллер – рабочее колесо, заключенное в кольцо. При эксплуатации в камере насоса воздух удаляется через отводящую трубу, а отделенная от него вода за счет движения импеллера вытесняется к подающему шлангу.

При этом образуется эффект рециркуляции воды, вызывающий разряжение во всасывающей камере. Это обеспечивает приток нового объема жидкости. По схожему принципу работает и эжектор.

Самовсасывающие модели с эжектором

Эжектор – нехитрое устройство, позволяющее существенно увеличить глубину всасывания насоса. Его работа основана на разделении потоков воды, ее рециркуляции. Часть воды, которая поднимается из источника, возвращается в эжектор и на большой скорости изливается через его сужающееся сопло.

Она попадает в смеситель, где создает разряжение, обеспечивающее приток жидкости из всасывающей камеры. Затем происходит стандартное движение воды через прибор и ее излив по подающему шлангу.

Эжектор может быть встроенным или внешним. При наличии первого процесс рециркуляции происходит непосредственно в приборе, что позволяет сохранить его компактные размеры. Однако при работе такого изделия имеет место сильный шум, препятствующий его эксплуатации в доме или непосредственной близости от него. Оптимальный вариант размещения насоса со встроенным эжектором – отдельная постройка.

Встроенный эжектор позволяет увеличить глубину всасывания всего лишь на 3-5 метров. Внешнее устройство увеличивает этот показатель до 30-50 метров, но при этом снижается КПД насоса. Для него также требуется установка дополнительной трубы для обеспечения рециркуляции.

Видео: принцип работы эжектора

Таким образом, поверхностный самовсасывающий насос вполне способен удовлетворить бытовые потребности в воде. Если выбор прибора, его подключение к насосной станции или установка эжектора вызывают затруднения, вы всегда можете обратиться к специалистам. Квалифицированная помощь в этом вопросе – залог долговечности насоса и вашего спокойствия.

Расходно-напорные характеристики насосов мощностью 750 Вт

Крыльчатка (рабочее колесо) вихревого насоса

Вихревой насос - динамический насос , жидкость в котором перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении. Преобразование механической энергии привода в потенциальную энергию потока (напор) происходит за счет множественных вихрей, возбуждаемых лопастным колесом в рабочем канале насоса.

У этого термина существуют и другие значения, см. Вихревой насос .

Поверхностные вихревые самовсасывающие насосы выпускаются только в безэжекторном варианте. Из названия (самовсасывающие), как и в случае с центробежными ясно, что работа насоса может быть при расположении уровня воды в колодце или резервуаре ниже уровня насоса. В отличие от центробежных насосов всасывающие трубопроводы обязательно должны быть заполнены водой. В этих случаях устойчивая глубина всасывания составляет 5 метров.

Расходно-напорные характеристики такого насоса , при одинаковой мощности электродвигателя в сравнении с центробежным насосом прямого всасывания представлены на рисунке.

Основным рабочим элементом данного насоса является крыльчатка выполненная из латуни , бронзы или чугуна . В системах водоснабжения применяются вихревые насосы закрытого типа.

В вихре - две составляющие вращательного движения.
Первое - движение частиц воды вокруг оси вращения насоса. И под действием центробежных сил частицы приобретают кинетическую энергию.
Второе движение - вращательное внутри каждой ячейки. Здесь частицы воды также приобретают дополнительную скорость, а значит, и дополнительную кинетическую энергию. Кроме того, вращаясь, частицы воды переходят в соседнюю ячейку и там добавляют скорость внутреннего вращения, пока не достигнут выходного канала корпуса насоса. Скорость движения частиц в вихре гораздо выше, чем у центробежных насосов с одинаковыми габаритными размерами рабочего колеса . Следовательно, одно рабочее колесо вихревого насоса может создать напор в 5-7 раз больше, чем у насоса центробежного типа. Но расход воды этих насосов значительно ниже. Недостатком данных насосов является неспособность перекачивать воду даже с незначительными механическими примесями. Стирается поверхность крыльчатки, и, как следствие, происходит потеря напорной характеристики насоса. Преимущество в том, что для чистой воды эти насосы - самые простые и дешевые.

В мире разработано большое количество насосов, использующих самые разные принципы работы.

Однако чаще всего можно встретить в продаже вихревые и центробежные агрегаты. Но на каком из этих видов остановить свой выбор? В данной статье мы постараемся ответить на этот вопрос.

Использование поверхностных агрегатов, их виды

Это оборудование широко применяется для водоснабжения частных домов и небольших коммерческих объектов как самостоятельно, так и для поддержания давления в комплексе с другими видами аппаратов.

Самостоятельно поверхностное оборудование способна перекачивать жидкости из колодцев, скважин малой глубины и водоёмов на высоту, не превышающую восьми метров. При этом их монтаж производится без погружения аппарата в жидкость.

Поверхностным насосам свойственно несколько положительных особенностей:

небольшие размеры;
малый вес;
лёгкость монтажа и демонтажа.

Прежде, чем применять такой агрегат, в него заливается жидкость, которую собираются перекачивать. Кроме того, наполнен должен быть и шланг, идущий от ёмкости к насосу.

Основными разновидностями в этой классификации являются центробежные и вихревые.

Центробежные

Что касается центробежных агрегатов, то основная задача, которую они решают, заключается в откачке воды, чистой, либо содержащей небольшую массовую долю примесей, из ёмкостей или водоёмов, имеющих глубину не более девяти метров.

Одним из самых значимых отличий данного оборудования является возможность их эксплуатации при наличии в системе пробок и пузырьков из атмосферного воздуха, благодаря чему часто используют для обслуживания индивидуальных систем водоснабжения. Но, по причине наличия нескольких ступеней такие агрегаты обходятся дороже вихревых.

Корпуса могут изготавливаться из различных материалов:

Пластика. Агрегат очень лёгкий, не поддаётся коррозии и стоит дешевле других. Однако для него имеются более строгие ограничения по температуре, при которой возможна эксплуатация (+ 50 °С), перекачивать с его помощью можно только воду, да и от повреждений в результате механических воздействий защита у них хуже.
Нержавеющей стали. Агрегат с таким корпусом очень надёжен и имеет широкий спектр использования.
Чугуна. Такие аппараты создают меньше шума и надёжны.

Вихревые

Главные отличия таких агрегатов - это больший уровень напора и объём подачи жидкости при той же мощности.

Следовательно, они имеют меньший размер, экономят электрическую энергию, а также их можно использовать в условиях ограниченного пространства. Кроме того они могут перекачивать смесь жидкости с газом.

Однако есть у них и отрицательные стороны:

Они отличаются высокой чувствительностью к твёрдым частицам, небольшое количество которых может привести к быстрому износу рабочего колеса.
Низкий уровень КПД, в пределах 45 %. По этой причине вихревые агрегаты большой мощности не изготавливаются. Максимальная мощность таких агрегатов достигает 25 кВт, при напоре в 240 метров.

Сферы применения

Данное оборудование используется в таких сферах народного хозяйства.

Группы поверхностных насосных систем

Все поверхностные насосные системы условно делят на три группы:

Насосные станции – полностью укомплектованные автономные гидросистемы, способные обеспечивать постоянную подачу воды в трубопроводы для бытовых нужд большого домовладения. Периодически требуют технического обслуживания и установки дополнительного оборудования (манометра, эжектора, датчика напора, специальной разводки водотока). Характеризуются высокими показателями выходного напора и мощностью электродвигателя.
Фонтанные установки для обустройства ландшафта. Применяются для забора и циркуляции воды в природном или искусственном водоёме, для чего снабжены дополнительными мембранными фильтрами, предотвращающие попадание механических частиц в агрегат. Часто такие насосы бывают укомплектованы усиленным герметичным корпусом для монтажа на открытых участках.
Установки для канализации с функцией водоотведения. Обеспечивают работу септиков, биотуалетов, выгребных ям. Отличаются большой пропускной способностью сильно загрязнённых стоков. Подразделяются на устройства для внешнего (наружного) и внутреннего использования.

Неправильный выбор насоса по его назначению приводит к быстрому износу и поломке частей механизма двигателя в связи с постоянной работой на повышенной мощности или перепадом напряжения в сети, что часто бывает на загородных участках. Очевидно, что если вы установите в скважину с грязной водой глубинный аппарат, предназначенный для эксплуатации в чистой среде (питьевая вода), то совсем скоро он выйдет из строя – клапан для забора жидкости будет забит примесями, что приведёт к работе на холостом ходу и сгоранию обмотки электродвигателя.

Выбор по чистоте воды

Для определения критерия выбора по чистоте воды используют следующие показатели:

Чистая вода: содержание твёрдых микрочастиц не более 150 гр/м – допустимо применение всех видов поверхностных насосов, скважинных установок и их различных модификаций.
Средняя степень загрязнённости: содержание микрочастиц и примесей не превышает 200 гр/м – такая вода подходит только для фонтанных агрегатов, некоторых видов насосных станций с циркуляционным типом двигателя и дренажных систем.
Тяжёлая грязная вода: показатель концентрации механических микрочастиц более 200 грамм на кубометр. Применяют только дренажные и канализационные поверхностные устройства.

Самостоятельная оценка чистоты воды при установке колодца или скважины на питьевую воду недопустима. Кроме скорого износа всей локальной гидросистемы, вы рискуете получить элементарное пищевое отравление

Поверхностные насосы

Поверхностный тип насосов – самый распространённый среди владельцев загородных домов, дач и коттеджей. Такие агрегаты больше всего подходят для монтажа собственной станции водоснабжения, постройке оросительной системы для сада и огорода, установке автономной канализации с циркуляцией нечистот в септике. Основные преимущества перед погружными устройствами – простота в обслуживание, экономичность, небольшие размеры и возможность быстрого демонтажа, что обеспечивает высокую мобильность. Комплектация дополнительным автоматизированным оборудованием делают их полноценным насосным станциям, а при использовании эжектора можно поднимать воду из глубины, превышающую 10 метров в несколько раз.

Различают два основных типа поверхностных агрегатов по способу подачи воды:

Вихревой – такой тип двигателя насоса способен создать высокое давление на выходе. Его конструкция достаточно проста даже для небольшого ремонта в домашних условиях: рабочая ось вала снабжена колесам с лопастями в контуре, куда по касательной поступает вода. Минимальный зазор между вращающимися особыми лопатками и корпусом создаёт давление и «вихрь», придавая центробежную выталкивающую силу жидкости. Несмотря на относительно низкий показатель КПД (всего 45%), вихревой тип может обеспечивать долгую работу при минимальном потреблении электроэнергии. Недостатком такого типа устройства можно считать только один – он предназначен для работы только с чистой водой. Для решения этой проблемы устанавливают дополнительные фильтры на шланге у точки водозабора и на входном клапане самого агрегата.
Центробежный тип имеет тот же принцип работы, но в отличие от вихревого, жидкость в нём движется только под воздействием центробежной силы, поэтому при равных технических параметрах, мощность вихревого будет всегда в пять раз выше. Центробежный более устойчив к небольшим загрязнениям, а работа его двигателя в два раза тише. Небольшие переносные модели такого типа насосов популярны у садоводов и используются только для полива огорода или подъёма воды из небольшого колодца.

Внимание: чтобы гарантированно продлить жизнь вашего поверхностного насоса, устанавливайте специальное фильтрующее устройство на входном патрубке

Автономная насосная станция

Идеальное решение водоснабжения загородного дома – автономная насосная станция. Основное преимущество станции перед всеми другими системами – это возможность бесперебойной подачи воды при падении напряжения в сети или даже его полного отключения. Такой агрегат снабжён гидроаккумулятором, который обеспечивает автономность. Сама насосная станция собирается из дополнительных частей:

поверхностный насос любого типа;
гидроаккумулятор;
обратный клапан;
реле с датчиками управления.

Такое насосное оборудование отличается меньшим износом электродвигателя, надёжностью подачи воды и возможностью подключения в зависимости от выбранной мощности нескольких точек водопотребления.

Выбор насосного агрегата следует начать с изучения материалов, из которого он изготовлен. Материал узлов и механизмов должен соответствовать условиям рабочей среды

В настоящее время современные производители насосов всё чаще применяют новые композитные материалы, которые отличаются долговечностью и работают в любой агрессивной среде. Цены на такие инновационные насосные станции могут быть неоправданно завышены, а эксплуатационные характеристики не соответствовать заявленным. Поэтому лучше всего выбирать агрегаты из традиционных материалов: корпус изготавливают из чугуна или нержавеющей стали, вращающиеся детали лопаток и вала должны быть из латуни или бронзы, лёгкие переносные корпуса насосов – из алюминия, нержавеющих сплавов.