Глибинні насоси

Глибинні або заглибні насоси
Ці інженерні вироби застосовують для забезпечення безперервного водопостачання адміністративних і промислових будівель, невеликих виробничих ліній, сільськогосподарських зрошувальних установок, а також приватних житлових будинків. Умовно їх можна розділити на дві категорії - насоси для свердловин і насоси для колодязів. Завдяки продуманій конструкції, вони є одними з найнадійніших і найдовговічніших пристроїв, серед інших аналогів. Далі буде детально розглянуто характеристики, класифікацію та критерії вибору цих практичних і корисних виробів.

Переваги та недоліки, принцип роботи глибинних насосів
Постійна наявність якісної води для пиття і побутового використання є незмінним атрибутом комфортного проживання або навіть тимчасового перебування в будь-якому приватному будинку або будівлі іншого призначення. Добре, якщо подачу такої рідини забезпечує централізована водопровідна система. Але такі мережі є тільки у великих населених пунктах. А жителям заміських селищ і котеджних містечок доводиться створювати індивідуальні системи водопостачання з використанням особистих свердловин і колодязів. Але їх потрібно не тільки облаштувати, а й забезпечити подачу води з підземних джерел у відповідні комунікації домоволодіння. Для цієї мети може бути використана насосна станція, але для неї необхідно обладнати окреме опалювальне приміщення, а рівень шуму деяких таких агрегатів здатний сильно зіпсувати затишну атмосферу будинку.

Хорошою і перевіреною часом альтернативою таким системам стали глибинні насоси для свердловин і колодязів. Вони є малошумними, охолоджують самі себе потоком води і здатні піднімати рідину з великих глибин, навіть із розчиненими в ній газами. Усе це дає змогу монтувати глибинні заглибні насоси в бурових свердловинах, колодязях шахтного типу і великих технологічних ємностях. А найголовнішим обмеженням при цьому стає наявний розмір джерела. Внутрішній діаметр свердловини має становити 80 мм і більше. Що стосується невеликих відмінностей між умовно поділюваними - свердловинними і колодязними пристроями, то вони полягають у більшій адаптованості останніх до роботи із забрудненою водою. За наявності різних домішок, найчастіше, більш стабільними і безвідмовними стають саме колодязні заглибні насоси.

Встановлення глибинних перекачувальних пристроїв є дуже популярним, зокрема, через економічну вигоду індивідуальних водопровідних систем з ними. Тому, навіть незважаючи на відносно високу вартість глибинних насосів для свердловин, їх використання досить швидко окупається в процесі експлуатації. У більшості випадків, поширені вироби такого типу заглиблюють на 20 метрів у наявне джерело. Побутові глибинні насоси не можна занурювати на занадто велику глибину, оскільки їхня ізоляція не розрахована на складні умови експлуатації. Піднімати рідину з великих глибин - до 300 м, а також підтримувати необхідний тиск у системі водопостачання, можуть тільки спеціальні багатоступінчасті модифікації цих агрегатів, кількість ступенів у яких може досягати навіть двох десятків.

Повний список переваг глибинних заглибних насосів має такий вигляд:

• Наявність чистої води - вироби такого класу дають змогу налагодити постійне постачання будь-якого об'єкта артезіанською рідиною, що значно перевищує за якістю воду з централізованого водопроводу;
• Низький рівень шуму - перебуваючи на великій глибині, занурювальний насос майже не чути на поверхні і він не створює дискомфорту оточуючим;
• Економічне споживання енергії - такі вироби споживають відносно небагато енергоресурсів, і це - незважаючи на високий ККД;
• Простота монтажу - кваліфіковані фахівці витрачають мало часу на встановлення глибинного насоса і його підключення, водночас ці вироби можуть бути змонтовані навіть у викривлених свердловинах;
• Різна відстань до джерела - завдяки високій продуктивності, агрегати такого типу можуть перекачувати воду навіть із джерел, розташованих відносно далеко від місця проживання;
• Виняток перегріву - особлива конструкція глибинного насоса з нижнім розташуванням двигуна і закачуванням води в середині, яка проходить через верхній отвір у корпусі, дає змогу постійно охолоджувати мотор, що працює в складних умовах, потоком рідини;
• Циліндрична форма - дає можливість застосовувати ці апарати в досить вузьких свердловинах і опускати їх на велику глибину;
• Захист від сухого ходу - важлива і корисна функція, що відключає насос, якщо рівень води в джерелі опускається до неприйнятного рівня, оберігаючи його від пошкоджень;
• Адаптація до перепадів напруги - електроніка, що контролює роботу, вимкне насос у разі виникнення збоїв у подачі електрики і ввімкне його знову, коли напруга стабілізується;
• Додаткові можливості - деякі модифікації глибинних насосів здатні перекачувати мінеральну і навіть морську воду.

Але крім вражаючого списку переваг, у виробів такого типу є і певні недоліки. Здебільшого, вони виражаються в складності обслуговування і ремонту. Для того щоб здійснити ці процедури, насос необхідно спочатку дістати з джерела, що особливо складно у випадку з агрегатом для свердловин, а потім знову повернути його на місце. Але цей недолік глибинних насосів успішно компенсується їхньою надійністю і довговічністю. Ще одним мінусом цих виробів є високі вимоги до якості води. Вміст механічних домішок у ній не має перевищувати 100 мг/л (0,01%).

Конструкція глибинних насосів та їх класифікація
Розглянуті перекачувальні пристрої мають компактні корпуси витягнутої циліндричної форми, всередині яких розміщені всі складові елементи. Робоче колесо і направляючий апарат вертикальних багатоступеневих насосів конструктивно з'єднані в блоки, кількість яких залежить від величини напору. У нижній частині корпусу виробу, безпосередньо під насосом, розташовується електродвигун. Він може бути водозаповненим, у якому навивку статора зроблено з мідного дроту з поліетиленовою ізоляцією, а також екранованим, у якому статор захищений циліндром із немагнітного матеріалу. Своєю чергою, над насосом встановлюється зворотний кульовий клапан. Як було згадано вище, така конструкція є практично ідеальною з погляду захисту від перегріву, оскільки майже всі деталі охолоджуються рідиною, що перекачується.

Що стосується керуючої автоматики глибинних насосів, то існує дві модифікації таких агрегатів - з механічними та електронними схемами. У кожної з них є свої переваги і недоліки. Так само, як і у випадку з іншими побутовими приладами, надійнішими є глибинні насоси з механічною системою управління. Зі свого боку, глибинні насоси з електронною системою функціонування - простіші у використанні. Водночас обидві схеми успішно забезпечують автоматичний режим роботи, а також запуск і вимкнення апарата за розкладом або на вимогу. Відповідно до цих схем реалізовано і види датчиків рівня. Існують свердловинні заглибні насоси, оснащені вимикачами поплавкового типу, датчиками рівня електромеханічними, а також датчиками рівня і тиску п'єзоелектричними.

Розібравшись із будовою цих пристроїв, можна перейти до їхньої класифікації, яку необхідно вивчити для того, щоб не помилитися у виборі. За своїм призначенням заглибні пристрої такого класу можна розділити на такі види:

• Глибинні насоси для артезіанських свердловин - цей вид агрегатів, що перекачують воду, характеризується вельми високим ККД, який є їхньою головною перевагою. Для досягнення такої результативності в їхній конструкції максимально зменшено зазори в гідравлічній частині. Але ця особливість стає також слабким місцем для такого обладнання, оскільки воно дуже чутливе до абразивних речовин. Для нормальної роботи насос для артезіанської свердловини має прокачувати воду, вміст твердих частинок у якій, найчастіше, не має перевищувати 50 гр/м2. Ці агрегати можна назвати частково вузькоспеціалізованими, оскільки їх не рекомендується використовувати в дрібних піщаних свердловинах, незважаючи на відмінні технічні характеристики. Оскільки в такому разі великий ризик того, що пристрій швидко вийде з ладу;
• Глибинні насоси для свердловин на пісок - ці витривалі й довговічні моделі апаратів, що перекачують воду, розраховані на функціонування в складних умовах. Стійка до абразивних частинок конструкція дає змогу їм працювати в мілких джерелах, які часто буряться на пісочний шар. Нескладно здогадатися, що рідина з них містить велику кількість як піску, так і інших абразивних частинок. Але навіть у такому середовищі насос для піщаної свердловини зможе успішно працювати довгий час, що особливо важливо для дачників, які використовують воду з неглибоких свердловин для господарських цілей;
• Глибинні насоси для колодязів - цей вид пристроїв дуже схожий на звичайні відцентрові аналоги для свердловин. Але колодязні насоси мають одну важливу особливість в їхній конструкції - поплавковий вимикач, що припиняє живлення апарата в разі зменшення кількості води в джерелі до критичного рівня. При цьому більша частина виробів такого типу має діаметр 5 дюймів. Ця не надто тонка конструкція є найбільш міцною і довговічною;
• Глибинні насоси вузькі - під такою умовною назвою фігурують агрегати, розмір яких становить 3 дюйми. Таке обладнання застосовується в свердловинах невеликого діаметра, які можна зустріти в нашій країні. Найчастіше вони з'являються на приватних земельних ділянках у тих випадках, коли їхні власники заздалегідь не продумують, який вид агрегатів їм доведеться ставити - не надаючи цьому великого значення. Такий підхід може стати неприємною помилкою, оскільки, хоча виробники й випускають тонкі глибинні насоси діаметром 3 дюйми, їх не можна назвати сильно продуктивними. І це не дивно, адже надзвичайно тонкий корпус не дає змоги ефективно розподіляти технічні можливості для забезпечення необхідних гідравлічних параметрів. Тому найоптимальнішими вважаються насоси діаметром 4 дюйми, яким варто віддавати перевагу за можливості.

Інша, і більш поширена класифікація глибинних заглибних насосів передбачає їх поділ на п'ять видів, виходячи з конструктивних особливостей. Такими модифікаціями є:

• Гвинтові насоси - це пристрої, в яких натиск води створюється завдяки її витісненню одним або кількома металевими гвинтовими роторами, які обертаються всередині статора з відповідною формою. Таким чином, рідина переміщується вздовж осі гвинта в камері, яку утворюють поверхня корпусу та гвинтові канавки. Входячи своїми виступами в канавки суміжного гвинта, інші гвинти створюють замкнутий простір, що не дозволяє воді рухатися у зворотний бік. Завдяки такій конструкції ці агрегати характеризуються великою потужністю всмоктування рідини, але вони не можуть піднімати її з глибини понад 15 м. Перевагами гвинтових насосів є - рівномірна подача води, здатність до самовсмоктування, можливість отримання високого тиску на виході без великої кількості каскадів нагнітання, чудова збалансованість механізмів і низький рівень шуму. А їхні недоліки виражаються у високій вартості, складності, нерегульованості робочого об'єму і остраху сухого ходу, результатом якого буде перегрів. Усе це робить гвинтовий насос для свердловин надійним і потужним агрегатом для перекачування великих об'ємів води із середніх глибин;
• Відцентрові насоси - такі пристрої перекачують рідину завдяки створенню турбулентного потоку, завдяки якому вони здатні транспортувати її з джерела з великою інтенсивністю. У процесі роботи в цих агрегатах формується надлишковий тиск, через який певний обсяг води рухається вгору по трубопроводу. Після завершення одного такого циклу, негайно починається інший. Переваги відцентрового насоса - це доступна вартість, а також простота встановлення та підключення. А їхні недоліки - це чутливість до якості води та потреба у фільтрі, оскільки тверді частинки можуть пошкодити його не надто міцні робочі елементи. Також важливо, щоб перед першим увімкненням він повністю перебував у воді на правильній глибині. Насоси відцентрового типу підходять для свердловин і колодязів із мінімальним внутрішнім діаметром не більше 80 мм;
• Вихрові насоси - пристрої такого типу вирізняються доволі складними конструкціями і потребують постійного надходження повітря ззовні. Вони забирають воду за допомогою одного або двох робочих коліс, що мають радіально розташовані лопатки трапецієподібної форми, встановлені під певним кутом. У процесі функціонування робоче колесо агрегату змішує водяні та повітряні маси. Результатом циркуляції рідини в його камері стає утворення вакууму. Саме він сприяє всмоктуванню води. Вихровий самовсмоктувальний насос має високий ККД, що дає змогу отримувати значний тиск за відносно невеликої потужності. А мінуси таких агрегатів полягають у можливості перекачування тільки чистої води, без твердих крупнодисперсних включень, а також у значному мінімальному діаметрі свердловини, що перевищує 100-120 мм;
• Вібраційні насоси - належать до класу інерційних приладів, принцип роботи яких ґрунтується на зміні геометрії камери, в якій коливається рідина. Вона рухається завдяки поршню, що приводиться в дію змінним струмом. У камері агрегату фактично відбувається гідравлічний удар, під дією якого вода починає переміщення. Головною перевагою будь-якого вібраційного насоса є простота конструкції, що гарантує високу надійність. Також такий апарат може перекачувати воду невисокої якості з дуже високою ефективністю. Головне знати, що стінки такого обладнання, в процесі монтажу, мають бути максимально надійно закріплені. Крім усього іншого, насоси вібраційного типу відрізняються цілком доступною вартістю;
  Поверхневі насоси - це ще один вид перекачувальних агрегатів, які хоч і не є заглибними, але використовуються для тих самих цілей. Нескладно здогадатися, що їх монтують на поверхні, недалеко від джерела води. Устаткування такого класу рекомендується використовувати для встановлення в свердловинах, колодязях і водоймах, глибина яких не перевищує 7-8 м. Їхньою перевагою стає доступність і простота обслуговування, а також можливість перестановки на нове місце. А недоліки полягають у високому рівні шуму і потребі в захисті від опадів та іншого небезпечного атмосферного впливу. Вибираючи поверхневий насос для свердловини, необхідно звертати особливу увагу на його робочі характеристики і надійність зворотного клапана. Хорошою альтернативою таким пристроям є побутові насосні станції для будинку, оснащені гідроакумулятором для запасу води.

Після ознайомлення з широким асортиментом апаратів такого класу, у їхніх майбутніх власників часто виникає зрозуміле запитання - як правильно вибрати глибинний насос? Якщо у випадку з колодязями зробити це відносно нескладно, знаючи потреби конкретного домогосподарства у воді, то з свердловинами справа дещо складніша. Грамотний підбір свердловинного насоса неможливий без попереднього вивчення кількох важливих характеристик такого джерела. Рекомендації з цього питання детально розглядаються далі.

Вибір глибинного насоса для свердловини
Отже, для того, щоб купити якісний глибинний насос, що ідеально підходить для конкретного джерела, необхідно визначити і взяти до уваги такі його характеристики:

1. Глибина свердловини і рівень води - ці характеристики є визначальними в питанні вибору хорошого глибинного насоса. Ці параметри обов'язково вказують у паспорті джерела, після завершення його буріння. Якщо ж вони невідомі, їх цілком можна спробувати виміряти самостійно. Для цього потрібно прив'язати до довгої сухої мотузки невеликий грузик і опустити його в свердловину до самого дна. Потім, після вилучення мотузки, заміряється її суха частина - це буде відстань від нульової позначки ґрунту до води, а також намокла частина - це висота водяного стовпа джерела. Далі, виходячи з цих характеристик, підбирається відповідний насос, у супровідній документації якого обов'язково вказується оптимальна для кожної конкретної моделі глибина;

2. Витрата води в домоволодінні - ще одна важлива характеристика, без попереднього визначення якої неможливо правильно вибрати глибинний насос. У найпоширеніших побутових моделях вона варіюється в межах - від 20 до 200 л на хвилину. Для того щоб підрахувати потребу в найважливішій рідині, без застосування складних методик і формул, можна взяти за основу цифру 200 л води на добу - стільки в середньому витрачає одна людина. Помноживши її на кількість постійно