Когда вода подается потребителю от централизованной магистрали с низким давлением, хозяевам с возникшими трудностями приходится бороться самостоятельно. Часто проблемы, связанные с низким напором, решают, приобретая в торговой сети специальный насос повышающий давление в водопроводе.
Выбор необходимого повысительного насоса из ряда моделей отечественного и зарубежного производства требует определенных знаний по его конструктивному устройству и предварительных расчетов. Многие пользователи ради экономии финансовых средств устанавливают подкачивающий электронасос своими руками — хотя работа не представляет особой сложности, для ее проведения требуются определенные навыки и соблюдение технологии монтажа.
Рис. 1 Насос повышающий давление в водопроводе в работе
- Что из себя представляет повышающий давление насос
- Принцип работы повысительного электронасоса
- Вихревые повысительные насосы
- Когда нужен повысительный насос
- Как выбрать насос повышающий давление в водопроводе
- Какими параметрами различаются насосы
- Правила подбора мощности, напора и объема подачи
- Производители и популярные модели
- Установка повышающего давление насоса
- Схема подключения – рекомендации
Что из себя представляет повышающий давление насос
Повысительный электронасос — агрегат с электродвигателем и рабочим колесом, выталкивающим воду в подсоединенную к нему трубу, в результате чего происходит увеличение напора. Нередко устройства устанавливают на входе бытовых приборов: газовых колонок, водонагревателей, автоматических стиральных машин, посудомоек, высокотехнологичных джакузи, для нормальной работы которых требуется поступление воды с некоторым давлением на входе.
Принцип работы повысительного электронасоса
Многие подкачивающие насосы для водопровода работают по центробежному принципу с перемещением жидкости рабочим колесом с лопастями, установленном на валу электродвигателя. Вода подается через патрубок, расположенный на центральной оси вала и выталкивается лопатками колеса через боковое выходное отверстие.
Электронасосы, повышающие давление воды в водопроводе, обычно функционируют в автоматическом режиме включения и выключения, которым управляет встроенное герконовое реле потока. В нерабочем состоянии при отсутствии тока воды в трубопроводе агрегат отключен, как только открывают кран, вода начинает двигаться по трубам, реле срабатывает и повысительный насос включается.
Многие пользователи и авторы интернет-статей путают повысительный насос для водопровода с циркуляционным, устанавливаемым в системы отопления частных домов. Хотя они конструктивно выглядят практически одинаково и имеют схожий принцип действия, циркуляционные виды рассчитаны на непрерывную подачу жидкости на высоту с постоянным поддержанием давления теплоносителя в системе и отключаются в двух случаях: при срабатывании термореле, указывающего на превышение температуры теплоносителя, и при включении реле давления (используется редко), сигнализирующем о слишком сильном напоре рабочего тела в трубах.
Рис. 2 Мокророторный насос повышающий давление в водопроводе в разрезе
Малогабаритные центробежные повысительные электронасосы изготавливаются по двум технологиям: с мокрым и сухим ротором. В сухороторных приборах вал электрического двигателя с рабочим колесом отделен от его ротора и статорной обмотки высокогерметичным торционным уплотнением. Данная модификация отличается высоким КПД порядка 70%, обычно для охлаждения двигателя на торце корпуса помещают крыльчатку. Сухороторные модификации по сравнению с мокророторными типами имеют большие габаритные размеры, обладают более высокими показателями мощности и производительности, не критичны к чистоте и отсутствию воды из-за воздушного охлаждения электродвигателя. Но их главный недостаток — высокий уровень шума, существенно ограничивает область применения в частных водопроводах.
В модификациях с мокрым ротором последний отделен от магнитопровода электродвигателя тонкостенным стаканом, в котором он вращается, удерживаясь на торцевых подшипниках. Стакан и подшипники заполнены водой — это обеспечивает бесшумную работу и эффективное водяное охлаждение. Благодаря такой конструкции, мокророторные агрегаты обладают низким КПД около 40%, не могут работать при отсутствии водяного охлаждения (им обязательно требуется защита обмотки от холостого хода), имеют небольшие габаритные размеры. Для их работы нужна чистая среда, а основное преимущество — бесшумность хода, часто является определяющим при использовании их в индивидуальном водоснабжении.
Рис. 3 Устройство сухороторного агрегата
Вихревые повысительные насосы
На рынке встречаются подкачивающие модификации и вихревого принципа действия, они легко различимы по размещенным на одной линии сбоку торцевой части корпуса всасывающему и напорному патрубкам. Их рабочее колесо выполнено в виде крыльчатки, расположенной на валу электродвигателя, вода всасывается через один из боковых патрубков и выталкивается лопастями через противоположное выходное отверстие. Для снижения гидравлических потерь и повышения КПД зазор между лопатками вихревого колеса и стенками рабочей камеры делают минимальным, поэтому модели вихревого принципа работы намного требовательнее к чистоте воды, чем их центробежные аналоги.
Когда нужен повысительный насос
Напор воды на входе внутреннего водопровода в частном доме при индивидуальном водоснабжении определяется настройками основного элемента автоматики — реле давления, наивысший стандартный порог срабатывания которого при ручной настройке не превышает 5 бар. Поэтому повышающий насос в частном доме с автономным водозабором монтировать не имеет смысла – при недостаточном объеме подачи дешевле и проще поставить накопительный гидроаккумулятор большой емкости. Аналогичная картина наблюдается и в многоквартирных домах — там водяной напор фиксирован и поддерживается на нужном уровне коммунальными службами. Но иногда в квартирах и частных домах возникают следующие ситуации, когда необходима установка в водопровод повысительных электронасосов:
a). При автономном водоснабжении забор водных ресурсов производят из скважинных или колодезных источников, используя для этого погружные колодезные, скважинные электронасосы или поверхностные установки. Каждый водоподающий агрегат имеет определенные технические характеристики, основными из которых являются напор (указывается в метрах) и объем прокачки (в паспортах обычно отмечается значение в кубометрах за час).
Напор является определяющим критерием показателя расстояния до точки водопотребления и глубины погружения агрегата, обычно 1 м приравнивают к аналогичному 1 м вертикального столба и 10 м по горизонтали. Если скважина находится на большой глубине или расстояние до дома велико, напора, создаваемого маломощным электронасосом (ошибки в расчетах при выборе, снижение характеристик в процессе эксплуатации, невозможность замены изношенного агрегата на новый) не всегда хватает для транспортировки приемлемого объема воды в единицу времени на нужное расстояние. В этой ситуации в наружную магистраль можно установить подкачивающий электронасос.
Рис. 4 Вихревой электронасос и принцип его работы
b). Но чаще повысительные насосы для холодного водоснабжения ставят внутри дома для водоподачи на электрическую и санитарную технику в случаях, когда напор жидкости в точках водозабора от централизованной магистрали слишком мал или у частного дома высокая этажность с разветвленной и протяженной водопроводной линией. В условиях домашнего микроклимата срок их службы существенно выше, чем на улице, к тому же приборы требуют встроенной в трубопровод установки, чего технически невозможно достичь на наружном подземном трубопроводе или в узком распределительном (смотровом) колодце.
Читайте также: Что такое байпас в системе отопления индивидуального дома, области его применения.
c). Нарушение коммунальными службами своих обязательств приводит к тому, что напор в квартирах (особенно верхних этажей или в часы пик) может быть слишком мал для нормального функционирования санитарно-технических приборов, бытовой техники, хозяйственных нужд. В данной ситуации собственник может установить для поднятия давления в водопроводе (в основном на входе бытовой техники) насос небольшой мощности, начинающий свою работу при водопотреблении.
Как выбрать насос повышающий давление в водопроводе
Подкачивающие электронасосы ввиду ограниченности применения представлены на отечественном рынке насосного оборудования не слишком широким ассортиментом, в основном это бренды российского, европейского (Германия, Бельгия, Италия) и китайского производства. При выборе модели учитывают несколько факторов, основными из которых являются стоимость, производитель, объемно-напорные характеристики, расход электроэнергии.
Рис. 5 Конструктивное устройство и материалы изготовления Grundfos UPA 15-90
Какими параметрами различаются насосы
Как любые электронасосы для водоснабжения, повысительные агрегаты выбирают по нескольким основным параметрам:
Напор. Максимальный или номинальный показатель высоты подъема жидкости — основной критерий при приобретении любого электронасоса, его измеряют в метрах водяного столба. Для большинства центробежных электронасосов с мокрым ротором данный показатель составляет 9 м, вихревые имеют более высокие напорные параметры до 15 м, наивысший напор выдают мощные сухороторные модификации, бытовые разновидности которых способны поднимать давление воды в системе водопровода до 20 м.
Производительность. Вторая главная характеристика любого водяного электронасоса — объем перекачиваемой жидкости, чем он выше, тем большей производительностью обладает устройство. Так как любой насос для водоподачи выбирают по объемно-напорным характеристикам, где на горизонтальной оси расположена цифровая шкала подачи, а на вертикальной шкала напора, то оба этих показателя тесно взаимосвязаны между собой, то есть уменьшение одного из них приводит к увеличению второго и наоборот.
Обычно в паспортных данных указывают максимальный объемный показатель. В центробежных мокророторных модификациях значение максимального объема достигает 4 м3/ч, в вихревых объем прокачки равен 1,5 м³/ч, в мощных сухороторных устройствах показатель достигает 10 м3/ч.
Минимальная подача. При работе повысительных насосов в автоматическом режиме они реагируют на поток с помощью специального герконового реле, если он слишком мал, реле не срабатывает и соответственно устройство не включается. Поэтому в паспортных данных нередко указывают давление на входе, необходимое для обеспечения запуска электронасоса, его стандартная величина — 0,2 или 0,3 атм.
Рис. 6 Напоры на входе сантехнических приборов и электрооборудования
Управление. Типовой повышающий давление электронасос имеет на корпусе кнопку для переключения режимов его работы в следующие положения:
Температура рабочего тела. Обычно повысительные электронасосы рассчитаны на холодную воду, хотя конструкция и материал изготовления некоторых изделий позволяет им прокачивать горячую жидкость с температурой до 110 °С при температурных параметрах окружающей среды не более 40 °С.
Защита. Модели с мокрым ротором охлаждаются проходящей через их вращающиеся узлы жидкостью — при ее отсутствии обмотка электрического двигателя моментально перегорает. Поэтому в бытовых приборах обязательно должна присутствовать защита от холостого хода (перегрева обмотки).
Мощность. Является второстепенным показателем, связанным с основными техническими параметрами прибора, в паспорте указывается ее максимальное и номинальное значение. Мощностной параметр большинства бытовых мокророторных агрегатов редко превышает 200 Вт.
Способ монтажа. Различные модели отличаются друг от друга способом установки в водопроводную линию — у многих приборов корпус должен располагаться в строго горизонтальном положении. Так же электронасосы различаются по конструкции и размерам всасывающих и выталкивающих патрубков — многие из них имеют подсоединительные фитинги типа американка стандартным наружным диаметром 3/4 или 1 дюйм.
Рис. 7 Схема подключения насосной станции
Правила подбора мощности, напора и объема подачи
При выборе характеристик электронасоса для повышения давления руководствуется следующими соображениями:
Подбор напора. Строительными нормами и правилами (СНиП 2.04.02-84) регламентировано, что минимум напора при наивысшем водопотреблении на поверхности земли при входе в здание не может опускаться ниже 1 атм., с увеличением высоты сооружения к каждому этажу добавляют 0,4 атм. (к примеру, давление при входе в 3-х этажный дом не должно падать ниже 1,8 атм. или 18 м).
Для нормальной эксплуатации бытовой техники необходимо давление не выше 0,6 атм., если на выходе водопровода в здание напор 0,2 атм., то при приобретении стандартного агрегата с максимальными напорными характеристиками в 9 м, электронасос добавит к напору 0,9 атм. (без учета потерь). В сумме мы получим показатель 1,1 атм. — это достаточно для корректного функционирования любого санитарного и электротехнического оборудования, или небольшой группы из 2 – 3 устройств при одновременном включении.
Понятно, что если на входе частного дома имеется низкий напор, а его высота в 2 — 3 этажа, то для получения требуемых напорных параметров придется устанавливать более мощный повысительный агрегат или два последовательно включенных прибора.
Еще один вариант выхода из положения с большим перепадом входящего и выходящего давлений — центробежные наружные электронанасос или насосная станция для повышения давления, которые из-за высокого шума при размещении в доме лучше устанавливать в подвале или цокольном этаже.
Оптимальный, но высокозатратный способ поддержания стабильного и высокого давления — использование высокотехнологичных поверхностных центробежных электронасосов как отдельно стоящих, так и в составе станций, с автоматическим частотным регулированием скорости оборотов вала (установки Grundfos CMBE, CME на базе насосов CM). При работе такие агрегаты анализируют давление и при его отклонении от заданного номинала, который выставляют на пульте управления, автоматически изменяют частоту оборотов центробежного колеса для достижения заданных параметров.
Рис. 8 Прайс-лист на частотно-регулируемый насос CM Grundfos и станции CME, CMBE на его основе
Объем подачи. Напор и объем подачи связаны между собой, большинство бытовых приборов способны поддерживать объем прокачки в 2,4 м3/ч, поэтому выбор у потребителя не слишком высок.
Мощность. Мощность — не основной показатель, на который обращают внимание при выборе электронасоса, для уменьшения расходов на электроэнергию лучше подобрать устройство, имеющее при одинаковых объемно-напорных показателях с аналогами наименьшее энергопотребление.
Следует учитывать, что в приборах отечественного и китайского производства часто указываются завышенные параметры. К тому же обмотка электрических двигателей в бюджетных моделях сделана из алюминия с медным покрытием (микс) — это снижает КПД и соответственно увеличивает потребление электроэнергии.
Предельное давление. В соответствии со строительными нормативами СНиП 2.04.02-84, максимальное давление в водопроводных сетях не должно превышать 6 бар, при опрессовке допустимы предельные величины в 10 бар. Поэтому корпуса многих электронасосов подкачки спроектированы для работы с аналогичной наивысшей гидравлической нагрузкой в 6 бар.
Читайте также: Система отопления двухэтажного частного дома — варианты, схемы, монтаж
Рис. 9 Насосные станции – популярные европейские марки
Производители и популярные модели
На рынке насосного оборудования представлено не так много разновидностей повысительных насосов, имеющих англоязычное название Pump Booster (РВ), чаще всего потребитель обращает внимание на приведенные ниже бренды.
Grundfos UPA 15-90, UPA 15-120 — лучшие агрегаты с мокрым ротором от мирового лидера из Бельгии по производству насосного оборудования со следующими основными параметрами (для UPA 15-90):
Wilo PB-201EA — популярная у рядового потребителя сухороторный насос повышающий давление в водопроводе немецкого бренда, выполненная в чугунном корпусе с катафорезным покрытием традиционного для Wilo зеленого цвета. Wilo PB имеет полимерное рабочее колесо, вал из нержавейки и бронзовые патрубки для подсоединения к трубам, основные рабочие характеристики агрегата:
Рис. 10 Модели бустерных помп с мокрым ротором
Jemix W15GR-15 A — бюджетная модель вихревого типа российско-китайского производства в чугунном корпусе с латунной гидравлической частью, внутри которой вращается полимерное рабочее колесо. Датчик протока установлен на выходном патрубке и обозначен стрелкой, при необходимости его можно снять. Jemix W15GR предназначен для работы в системах горячего и холодного водоснабжения, может устанавливаться как в горизонтальном, так и вертикальном положении, прибор имеет следующие параметры:
Рис.11 Агрегаты с сухим ротором
Aquario AC 159-160A — насос повышающий давление в водопроводе с мокрым ротором только для холодной воды, выпускаемый в России по итальянской технологии всемирно известного бренда Aquario. Его отличительная особенность — 100% медная обмотка на статоре, материалы вала и подшипников скольжения — техническая керамика, рабочее колесо выполнено из высокопрочного и износостойкого технополимера. Aquario AC 159-160A обладает следующими техническими характеристиками:
Belamos BRS15/90 — бюджетный насос для повышения давления воды с мокрым ротором китайского производства отечественного бренда, сильно похожий по внешнему виду на Grundfos. Корпус выполнен из чугуна, вал из керамики, рабочее колесо — термостойкий полипропилен. Belamos BRS15/90 имеет следующие технические параметры:
Рис. 12 Прайс-лист на насос повышающий давление в водопроводе популярных брендов
Установка повышающего давление насоса
Все малогабаритные повышающие насосы устанавливают в разрыв трубопроводов, поэтому их входной и выходной патрубки расположены на одной линии. Модели отличаются лишь установочным расстоянием между фитингами и их диаметром, присоединительные патрубки в подавляющем большинстве случаев имеют конструкцию типа американка. Технически при наличии соответствующего сантехнического оборудования для пайки или опрессовки резьбовых фитингов, установка повысительного насоса не представляет особых трудностей и состоит из следующих процедур:
Рис. 13 Схемы подключения помп подкачки
Схема подключения – рекомендации
Определяя место для оптимального расположения насоса, руководствуется следующими соображениями:
- Для корректной работы бытовой техники в виде бойлера, стиральной или посудомоечной машины насос размещают непосредственно перед ними.
- Если в доме имеется накопительный бак, расположенный на чердаке, подкачку ставят на его выходе.
- Как и при установке циркуляционных агрегатов, в случае выхода электронасоса из строя или снятия его для ремонтно-профилактических работ, предусматривают размещение параллельно ему байпаса с запирающим шаровым краном.
- При установке насоса в многоквартирных домах велика вероятность оставить жильцов по стояку без воды, резко увеличивая объем ее потребления при включении подкачки. В данной ситуации следует предусмотреть размещение в квартире накопительных емкостей, которые практичнее подвешивать к потолку.
- Многие при установке более мощных агрегатов в линию не получают желаемый результат, указанный в паспортных данных. Не зная законов гидродинамики, они не учитывают возросших гидравлических потерь в трубопроводе при увеличении объемов прокачиваемой жидкости – для их уменьшения необходимо менять трубы на больший диаметр.
Рис. 14 Установка насосов подкачки во внутренний водопровод
Повысительные электронасосы обычно устанавливают в квартирах или частных домах при пользовании коммунальными водопроводными сетями, службы которых не выполняют свои обязательства по созданию рабочего давления в системе. Стандартные бытовые агрегаты с мокрым ротором в среднем повышают давление на 0,9 атм., для получения более высокого показателя в систему необходимо установить центробежные электронасос, насосную станцию или установку с частотным регулированием скорости вращения рабочего колеса (лучший, но слишком дорогой вариант).
