Как выбрать насос для скважины: полезные советы

Несмотря на разнообразие типов и технических решений, все насосы для воды имеют примерно одинаковую конструкцию. Она включает:

• Электрическую часть (привод) в защищенном от влаги исполнении.
• Гидравлический блок, в котором создается достаточное давление для подъема воды на поверхность.
• Фильтры, защищающие элементы от заклинивания или износа.
• Вспомогательные детали – подающие и обратные клапаны, различные защиты от заиливания, сухого хода.

Рабочим органом, непосредственно взаимодействующим с жидкостью, могут служить различные механические устройства – вращающиеся колеса, крыльчатки, шнеки.

Конструкция рабочего органа и мощность привода определяют основные потребительские качества: производительность, рабочую глубину водозабора.

Непростым вопросом для неспециалиста может оказаться выбор между поверхностной насосной станцией и глубинным (погружным) насосом.

Решая, какой из этих типов водоподъемного оборудования выбрать, нужно понимать принципиальные ограничения каждого из них.

Любой поверхностный насос имеет рабочую камеру с рабочими дисками (роторами), работающими на всасывание. Для такого режима существует естественное ограничение, связанное с физическими свойствами воды. Иногда она проявляет эффект кавитации – образования и схлопывания микроскопических пузырьков в жидкости. При этом наблюдаются опасные для материала ротора последствия, включая повреждение и даже разрушение деталей.

Поэтому создаваемый напор поверхностного насоса ограничен верхним пределом 8-10 метров. Эта величина может быть немного увеличена за счет конструкции эжектора с двумя трубками, по одной из которых часть воды возвращается в рабочую область. Но в бытовых приборах такая схема не используется из-за ее низкой экономичности.

Глубинные решения действуют по принципу нагнетания, поэтому не имеют никаких природных запретов на предельно допустимое давление. Если электрическая мощность привода позволяет, глубинный насос можно погрузить в любую скважину, включая артезианский водозабор на 300 и более метров.

Выбор решения:

• Поверхностная насосная станция эффективна с водозабором небольшой глубины – колодцем до 8 метров или открытым водоемом в сельском хозяйстве. Если рабочая глубина превышает 10 метров, однозначен выбор в пользу погружной помпы.
• Поверхностным можно выкачивать воду из обсадных труб малого диаметра, в которые ни один производимый глубинный не подойдет по размеру. Это относится к «абиссинкам» (абиссинским или игольчатым скважинам) на песок. Их устраивают не бурением, а погружают прямо в почву статической либо ударной нагрузкой.
• Нужно оценивать доступность оборудования к обслуживанию. При прочих равных параметрах глубинный насос труднее чинить, но проще защитить от вандализма или кражи. Это важно, если водозабор расположен не на охраняемом участке, а в отдалении.
• Стоимость глубинных насосов обычно выше, чем поверхностных с такими же параметрами.

Среди сотен моделей глубинных насосов для водозаборных скважин можно выделить основные типы по конструктивному решению. Для снабжения водой домов и небольших хозяйственных сооружений выбирают одну из четырех разновидностей:

1. Мембранные (вибрационные)
2. Шнековые
3. Центробежные
4. Вихревые

Каждое из этих технических решений имеет как приоритетную область применения, так и типичные для всей группы недостатки.

Общее понимание принципов работы самых распространенных видов водяных насосов, знание их сильных и слабых мест поможет не ошибиться при выборе.

Мембранные. В их основе – эластичная мембрана из резины или упругого пластика. Электрический привод передает на мембрану возвратно-поступательные колебания с малой амплитудой, но высокой частотой. За каждое такое движение из рабочей камеры через выпускной клапан выходит небольшая порция воды. Обратный поток в патрубок всасывания также блокируется клапаном. Поэтому такие насосы часто называют также вибрационными.

Достоинства вибрационных решений:

• Самая простая конструкция среди аналогов. В рабочей камере прибора нет вращающихся частей. На некоторых моделях электродвигателя нет даже в приводе, его роль исполняет электромагнит с сердечником.
• Ремонтопригодность. В отличие от более сложных видов, такой насос легко поддается разборке и ремонту. Он состоит из двух половин, разделенных мембраной – электрической части с приводом и рабочей камеры с клапанами впуска и выпуска воды.
• Низкая цена. Насосы этого типа дешевле.
• Способность к перекачке грязной воды. Среди всех погружных насосов вибрационные заслужили репутацию «не убиваемых», так как способны работать в водозаборах с высоким содержанием ила и песка.

Недостатки:

• Ограниченное давление на выходе. Определяет предельную глубину, с которой мембранный насос может поднять воду на поверхность. Эта характеристика уступает другим типам приборов и редко превышает 20-30 метров. Производители нашли ряд проектных решений, чтобы немного повысить показатель напора, выпускают 2-х камерные помпы. Они представляют два мембранных насоса, собранных в общем корпусе. Но даже они не решают принципиальную проблему конструкции – слабый напор.
• Повышенный шум при работе. Мембранные решения сильно гудят, что ограничивает сферу их использования.
• Низкое качество подаваемой воды. Из-за вибраций корпуса прибора в водозаборе со дна поднимается взвесь ила и мелкого песка. Поэтому жидкость, идущая на поверхность, выглядит мутной.
• Негативное воздействие на скважину. По отзывам пользователей, часть вибраций прибора передается на обсадную трубу скважины, а через нее – в окружающий грунт. Из-за этого водозабор быстрее заиливается. Это уменьшает дебит скважины и требует более частого обслуживания (промывки).

Суммируя особенности, можно дать рекомендацию об области использования вибрационных насосов. Их нежелательно применять как основное решение в водоснабжении дома. Зато эти модели вне конкуренции, когда нужно промыть заилившуюся обсадную трубу или прокачать скважину от грязи сразу после бурения.

Из-за цены и общедоступности, мембранные помпы также полюбились садоводам как способ механизировать подачу воды для полива огорода.

К типу вибрационных относится модель «Малыш» и ее разновидности.

Центробежные. Этот тип водяных насосов использует центробежную силу, которая создает давление между центральной зоной и наружными стенками рабочей камеры, внутри которой с высокой скоростью вращается ротор. На оси ротора смонтированы рабочие колеса с выступами (крыльчатки). Они передают вращение от электродвигателя привода к жидкости, всасываемой внутрь камеры через впускной патрубок.

Количество рабочих колес в рабочей камере не имеет принципиальных ограничений и лимитировано мощностью электропривода и расчетными параметрами устройства. Так проектируют индустриальные глубинные решения большого диаметра для артезианских водозаборов населенных пунктов. Число крыльчаток в них может измеряться десятками, а глубина погружения достигать 200-300 метров.

Достоинства центробежных решений:

• Эффективность использования энергии. За счет более высокого КПД схема с несколькими крыльчатками создает лучшую производительность, чем другие типы. Помпа центробежного типа мощностью 1000 Вт характеризуется напором 150-160 метров. Винтовое устройство с приводом такой же мощности – не более 100 метров.
• Возможность гибкого управления параметрами. В отличие от мембранных, центробежные насосы позволяют регулировать производительность и давление в системе без извлечения на поверхность. Для этого достаточно изменить параметры электропитания двигателя. Их можно даже подключать к полностью автоматизированным электронным системам типа «Умного дома».
• Отсутствие шума и вибраций. Идеально сбалансированный на производстве пакет дисков вращается в корпусе практически бесшумно. Это не только служит комфорту эксплуатации, но и исключает вибрационное воздействие на стенки обсадной трубы и водоносный горизонт. Снижается заиливание приемных сеток водозабора.
• Широкий ассортимент по параметрам. Крупные производители имеют в своих продуктовых каталогах до нескольких десятков моделей центробежных помп, отличающихся техническими показателями.

Недостатки:

• Наибольшая цена. Объясняется высокими требованиями к материалам и точности сборки.
• Повышенные требования к содержанию в воде механических примесей. Даже крупный песок, разгоняясь ротором до высоких скоростей, способен вызвать абразивный износ материала крыльчаток. Если же при разрыве фильтра в рабочую полость насоса попадет небольшой камень, он может разрушить даже стенки корпуса. Поэтому производители устанавливают ограничение по твердым частицам в воде не выше 100 грамм на кубический метр.
• Уязвимость к перегреву. Насосы требуют хорошего охлаждения. Так как отвод тепла происходит за счет потока выкачиваемой воды, не рекомендуют применять их в скважинах с низким дебитом.

По совокупности характеристик центробежные решения подходят для установки в водозабор любого типа, включая автономные скважины частных домов.

Оборудование этого типа, производимое в России, легко узнать по типовой маркировке. В нее обычно включают аббревиатуру ЭЦВ. Она означает:

• Э – тип привода (электрический)
• Ц – центробежный принцип работы
• В – предназначен для перекачки воды

Вихревые насосы. Конструктивно сходны с центробежными, имея внутри рабочей камеры рабочее колесо с выступами заданной формы. Напор воды создается не отбрасыванием жидкости к стенкам при быстром вращении вала, а формируется множеством завихрений. Поэтому число оборотов вала может быть заметно ниже, как и требования к прочности материала крыльчатки.

Достоинства:

• Подойдут для небольших водозаборов с малым расходом. Выгодно там, где не требуется высокая производительность подачи.
• Цена ниже, чем у центробежного. Причина – не нужно использовать особо прочные металлы или керамику для создания ротора. В большинстве моделей крыльчатка штампуется из полимера.
• Теоретический ресурс эксплуатации выше. Это объясняется менее экстремальными условиями работы электродвигателя (меньше обороты, ниже риск перегрева).

Недостатки:

• Характеристики предельной глубины и производительности ниже. В вихревых помпах, как правило, устанавливают только одно рабочее колесо, нет возможности масштабирования.
• Чувствительность к качеству воды. Норматив по содержанию твердых включений – меньше 10 грамм на кубометр.

Шнековые насосы. Их называют также винтовыми благодаря форме рабочего органа. Им в этой конструкции выступает спиралевидный ротор, с древности известный как винт Архимеда. Такой же принцип заложен в устройство всем знакомого шнека в мясорубке.

При вращении ротора внутри рабочей камеры насоса формируются полости, которые перемещаются от входного отверстия в направлении выпускного патрубка. При этом установка каких-либо дополнительных клапанов на вход и выход не требуется. Вода является несжимаемой жидкостью, поэтому шнек в форме бесконечной спирали способен создать достаточное давление для подъема ее на поверхность.

Достоинства винтовых насосов:

• Насосы такого типа почти не изнашиваются во время работы. Электродвигатель не развивает больших оборотов. Поэтому устройство нередко продолжает качать воду десять и более лет без единого ремонта или обслуживания.
• Конструкция мало уязвима для твердых частиц. Даже случайно попав внутрь, небольшой камень пройдет весь путь по спирали шнека, не повредив никаких трущихся поверхностей. При этом нет риска заклинивания или разрушения ротора.
• Создаваемый напор уступает центробежным насосам, но превосходит мембранные. Среднее значение характеристики по паспорту выпускаемых моделей – в пределах 50 метров.
• Производительность лучше, чем у большинства вибрационных и вихревых моделей.
• Более доступная цена, чем у высокооборотных типов.

Недостатки:

• Мелкие частицы ила и песка могут накапливаться внутри рабочей камеры и ускорять износ шнековой пары. Поэтому рекомендованный допуск по качеству воды в скважине – порядка 100 грамм на кубический метр.
• Необходимость установки обратного клапана. Другие типы помп после кратковременного выключения привода какой-то срок могут сохранять столб воды в подъемной трубе. Винтовая пара шнекового насоса имеет внутри непрерывно открытый канал такой ширины, через которую вода стекает вниз скважины практически мгновенно.

Шнековый насос лучше применять на водозаборах относительно небольшой глубины (до 50 м), но с большим объемом потребления и в условиях недостаточного обслуживания.

Не существует единого совета, какой из насосов лучший.

Чтобы приобрести правильный насос для скважины, потребуется принять во внимание множество критериев, относящихся как к параметрам самого водозабора, так и к характеристикам обслуживаемых построек. Повлияют на выбор даже такие факторы, как:

• Число живущих в доме людей
• Сезонность проживания 
• Наличие сложной бытовой техники
• Технические особенности водопровода

Итогом учета всех этих требований окажется величина среднесуточного и пикового текущего водопотребления в литрах в минуту (кубических метрах в час).

Точный расчет здесь лучше доверить инженеру. Завышение или занижение этой характеристики приведет к установке неподходящего насоса.

Со стороны водозабора также требуется учесть характеристики конкретной скважины:

• Диаметр обсадной трубы и оголовка
• Конструктивное решение – открытый оголовок, септик
• Статический и динамический уровни в водозаборе
• Дебит эксплуатируемого водоносного горизонта и самой скважины

Основные данные для таких расчетов можно найти в паспорте, который оформляет уполномоченная организация, выполнявшая бурение.

Рекомендуемые статьи: