Изобретение насоса относится к глубокой древности. Первый насос для тушения пожаров, который изобрел древнегреческий механик Ктесибий, был описан в _ в. до н. э. древнегреческим ученым Героном из Александрии в соч. , а затем М. Витрувием в труде . Простейшие деревянные насосы с проходным поршнем для подъема воды из колодцев, вероятно, применялись еще раньше. До начала XVIII в. поршневые насосы по сравнению с водоподъемными машинами использовались редко. В дальнейшем в связи с ростом потребностей в воде и необходимостью увеличения высоты ее подачи, особенно после появления паровой машины, насосы постепенно стали вытеснять водоподъемные машины. Требования к насосам и условия их применения становились все более разнообразными, поэтому наряду с поршневыми насосами стали создавать вращательные насосы, а так же различные устройства для напорной подачи жидкостей. Исторически наметились три направления их дальнейшего развития: создание поршневых насосов, вращательных насосов и гидравлических устройств без движущихся рабочих органов.

КЛАССИФИКАЦИЯ НАСОСОВ

Специалисты разделяют водные насосы по назначению на:

1. Водоподъемные - для извлечения воды из скважин и колодцев, которые в свою очередь делятся на: поверхностные (самовсасывающие насосы и установки; нормальновсасывающие насосы и установки) и погружные.
2. Циркуляционные - предназначены для принудительной циркуляции воды в системах отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования, подачи промывочных и охлаждающих жидкостей.
3. Дренажные - предназначены для откачивания воды из подвалов, канализации и колодцев.

Также специалисты поверхностные насосы разделяют на:

• насосы для холодного водоснабжения;
• насосы для повышения давления;
• насосы для систем пожаротушения.

ПОВЕРХОСТНЫЕ НАСОСЫ

Поверхностные насосы предназначены для поднятия воды из скважин, колодцев и открытых водоемов не более 8 м от оси насоса. Они пользуются большим спросом, потому что удобны в обращении и дешевле погружных, хотя по техническим характеристикам им не уступают. Такие насосы легко можно переносить. Они идеальны для любителей-садоводов. Стоимость насоса зависит от материала деталей и покрытия. За чугун и пластик вы заплатите $150, за никелированные -- $200. Намного дешевле вам обойдутся российские <Агидель> или "Алтай", но при этом специалисты утверждают, что их качество не намного хуже западных аналогов.

В этой категории можно отметить поверхностный самовсасывающий насос Ebaro JEX (Италия), имеющий очень высокую надежность благодаря прочности и антикоррозионной стойкости комплектующих (корпус опора двигателя, диск с уплотнением, крышка крыльчатки, рабочее колесо выполнены из нержавеющей стали).

Если уровень воды в скважине или колодце не менее 9 м, можно применять самовсасывающий насос серии Aspri испанской фирмы ESPA. В эксплуатации такие насосы надежны, и хотя они не очень удобны, зато дешевле погружных. По конструкции -- это бесшумные многоступенчатые центробежные насосы, корпус, рабочие колеса и вал двигателя, которых выполнены из нержавеющей стали. В основном, насосы данной серии применяются для подачи воды в небольшие дома и на садовые участки.

ДРЕНАЖНЫЕ НАСОСЫ

Дренажные насосы применяются при откачке грунтовых вод, во время наводнений и паводков. Они имеют специальную систему самоочистки, что не позволяет засоряться всасывающей сетке илом и песком, и могут пропускать через себя неабразивные частицы диаметром до 12 мм. Особенность насоса данного типа в том, что он всегда плавает на поверхности, и когда при падении уровня вода в водоеме насос касается дна, он автоматически выключается.

Дренажный насос так же можно использовать в качестве поливочного аппарата, поскольку он легко качает воду из колодца, бочки и даже ведра! Весьма популярен дренажный насос <миниГном>, разработанный в России и производимый многими заводами. Правда, его основным недостатком является вес. Насос достаточно тяжелый - одному человеку его не унести.

Для дренажа подвалов или колодцев специалисты рекомендуют применять дренажные и канализационные насосы серии КР, разные по напору и кубатуре.

При выборе канализационного насоса желательно обратить внимание на материал, из которого выполнены лопасти рабочего колеса. Естественно, наилучшими являются насосы с лопастями из нержавейки. Например, модели серии Grundof KP изготовляются из особо прочной коррозионно стойкой хром-никелевой стали.

ПОГРУЖНЫЕ НАСОСЫ

Если грунтовые воды залегают на глубине более 8 м, без погружного насоса не обойтись. Он вместе с напорной трубой опускается в скважину. И под давлением, созданным насосом, вода по трубам поступает в дом.

ПОГРУЖНЫЕ СКВАЖНЫЕ НАСОСЫ

Погружной скважинный насос рассчитан на работу на различных глубинах, он позволяет решить проблему водоснабжения в случае глубоких скважин, создавая напор от зеркала воды в скважине от 30 до 300 м. Такие насосы делаются из дорогих качественных материалов: нержавеющей стали и металлокерамики, не влияющие на качество питьевой воды. Соответственно и стоят они недешево, в среднем от $300.

Существует множество моделей, которые выбираются в зависимости от глубины скважины и потребностей в воде. Они имеют защиту от сухого хода, скачков напряжения, оборудованы системой плавного пуска, обратным клапаном. Аппараты сами реагируют на перегрев, отключаясь при необходимости для остывания двигателя. Эти насосы менее чувствительны к песку, чем большинство других погружных насосов. Все детали и корпус насоса выполнены из нержавеющей стали, рабочие колеса - из техполимера.

Аппараты мощностью до 1,1 кВт сами реагируют на перегрев двигателя, отключаясь при необходимости для остывания. За счет применения технологии плавающих колес малочувствительны к песку по сравнению с большинством других погружных насосов и позволяют перекачивать воду, содержащую песок до 100 гр./м3. Все детали и корпус насоса выполнены из нержавеющей стали, рабочие колеса из пластика Noryl. Такие насосы применяются для бытового сельскохозяйственного использования, орошения и создания гидропневматических станций водоснабжения.

Чтобы обеспечить нужное давление для работы бытовых приборов, как стиральной и посудомоечной машин, водонагревателя и ванны-джакузи, потребуется гидроджетная установка, т.е. готовая насосная станция. Она состоит из насоса, реле и бака. Насос закачивает воду в бак, и когда давление достигает нормы, реле его автоматически отключает.

Перейдем к довольно деликатной теме -- когда необходим фекальный насос (установка). Как правило, без установки такого насоса не обойтись в домах, где сантехнические приборы расположены ниже уровня проходящей центральной канализации или выгребной ямы. Оснащенная режущим механизмом, фекальная установка измельчает все отходы и под напором выбрасывает их в канализацию. Мыть насос после работы не надо. В яме (резервуаре) он может находиться постоянно. Самое простое - это установить фекальную установку прямо за унитазом. Все фекальные насосы неприхотливы и надежны. Насос с малой мощностью стоит от $130.

ЦИРКУЛЯРНЫЕ НАСОСЫ

Циркуляционные насосы являются самыми распространенными и широко применяемыми в строительстве.

НАСОСЫ С "СУХИМ" РОТОРОМ

В настоящее время в качестве "циркуляционников" широко применяются насосы с так называемым "сухим" ротором. (Их моторы не соприкасаются с перекачиваемой водой). К ним относятся традиционные консольные, моноблочные, а также Inline-насосы.

Характерным отличием последнего типа является скользящее торцевое уплотнение. Проще говоря, оно состоит из двух очень точно отполированных колец. При работе кольца вращаются относительно друг друга. Так как вода в отопительном контуре находится под повышенным давлением по сравнению с атмосферой, между поверхностями скольжения образуется тонкая водяная пленка. Поскольку кольца прижаты друг к другу пружиной, при износе уплотнения происходит его самоподгонка. Это делает насос герметичным. В зависимости от вида теплоносителя и его температуры материалом для скользящего торцевого уплотнения служат графит, керамика, нержавеющая сталь, карбид вольфрама, оксид алюминия и т.д.

При перекачке обычной воды в нормальных условиях эксплуатации срок службы уплотняющих колец составляет 2-4 года. Они не требуют обслуживания и не зависят от направления вращения двигателя. Что касается традиционной сальниковой набивки, то она не обеспечивает такой герметичности, нуждается в подводе воды для смазки и охлаждения, а также в регулярном обслуживании. Поэтому обычно ведущие производители оборудуют сальниками только крупные консольные насосы, устанавливаемые на фундаменте.

НАСОСЫ С "МОКРЫМ" РОТОРОМ

В собственном доме не обойтись без циркуляционного насоса с "мокрым" ротором. Он предназначен для поддержания циркуляции воды или антифриза в системе отопления дома и горячего водоснабжения. Все циркуляционные насосы с мокрым ротором абсолютно бесшумны и не требуют технического обслуживания, потому что охлаждение, смазка происходит за счет воды. К тому же рабочее колесо изготовлено из термостойкого пластика, а не стали, что, по мнению специалистов, увеличивает срок службы насоса в несколько раз. Еще один плюс -- небольшая потребляемая мощность (самая маленькая 28 Вт). Для простоты обращения вовсе циркуляционные насосы встроена автоматика.

Еще более совершенную в этом смысле модель представляют так называемые "шаровые" насосы для горячего водоснабжения. Их роторы выполнены в форме полусферы со встроенным рабочим колесом. Такая конструкция максимально облегчает промывку и очистку насоса от накипи, а также исключает возможность заклинивания. Правда, при этом несколько снижается КПД.

Новинкой для рынка теплотехнического оборудования стал пример использования магнитной муфты во встроенном циркуляционном насосе японского котла Rinnai. Подобные решения давно используются для достижения герметичности при работе с агрессивными средами в химической промышленности и других отраслях.

Cмазка подшипников циркуляционного насоса с "мокрым" ротором осуществляется водой отопительного контура. Вода так же охлаждает мотор. Поэтому циркуляция жидкости должна быть непрерывной. Это возможно лишь при горизонтальном положении вала. Установка мотора вертикально или в подвешенном состоянии может стать причиной быстрого выхода насоса из строя.

ЦИРКУЛЯРНЫЕ НАСОСЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Циркуляционные насосы для системы отопления выбираются исходя из условий ее максимальной тепловой нагрузки. В реальности такое интенсивное теплоснабжение требуется лишь несколько дней в году. Таким образом, большую часть года мощность насоса превышает необходимую. Во-первых, это означает неоправданные затраты электроэнергии. Во-вторых, если заданную температуру в помещении поддерживают терморегулирующие вентили, при снижении подачи от нерегулируемого насоса на них возникает чрезмерный перепад давления, который вызывает шум. В отдельных случаях применение регулируемого <циркуляционника> позволяет снизить потребление им энергии на 50-60%. Учитывая, что данный элемент системы эксплуатируется в среднем свыше 5500 ч в год, экономический эффект ощутим даже для маломощных установок... В производственной программе GRUNDFOS появилась новинка -- циркуляционные насосы GRUNDFOS MAGNA. Впервые в конструкции циркуляционного насоса были применены постоянные магниты, что позволило резко повысить КПД насосного агрегата. Потребление электроэнергии в результате этого снизилось на 30% по сравнению с регулируемым циркуляционным насосом. Насосы так же отличаются возможностью адаптации к самым различным компьютерным сетям управления, инженерными сетями здания.

СОВЕТЫ ДЛЯ ТЕХ, КТО УСТАНАВЛИВАЕТ НАСОСЫ САМОСТОЯТЕЛЬНО

• Перед установкой насоса в скважине или колодце измерьте высоту подъема от поверхности воды до уровня слива и подготовьте шланг подходящей длины.
• Лучше использовать шланги из поливинилхлоридного пластика с внутренним диаметром 18-20 мм.
• Для подвески насоса нужен капроновый шнур, который выдерживает нагрузку на разрыв, пятикратно превышающую вес самого насоса.
• Нельзя применять в качестве подвески металлический трос или проволоку: при вибрации такой трос может разбить проушины крепления на алюминиевом корпусе насоса и тот свалится в скважину.
• Если глубина подвески насоса менее 10 м, то к концу капронового шнура присоединяют дополнительную пружинящую подвеску, которая будет гасить вибрацию насоса. Для пружинящей подвески используют полосы эластичной резины или медицинский жгут.
• Закрепив другой конец подвески на перекладине, можно опустить насос в скважину или колодец. При этом он не должен касаться стенок, а до дна должно оставаться не менее 30 см. Глубина погружения в воду -- не более маркированной на насосе (2-3 м).
• Если насос все же касается стенок скважины, на его корпус необходимо надеть защитное резиновое кольцо.

ПРОСТЕЙШАЯ СИСТЕМА ДОМАШНЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

В простейшем случае, вода закачивается в открытый бак, расположенный на чердаке дома, и поступает к точкам разбора самотеком. Такую систему обычно оснащают поплавковым датчиком, который отключает насос при заполнении бака, а при падении уровня в баке до минимального значения подает команду на включение. Основной недостаток этого варианта является небольшое давление, величина которого напрямую связана с высотой водяного столба между точками потребления и баком; как правило, она не превышает 1 атм. В то же время для работы современной домашней техники (газовых колонок, стиральных и посудомоечных машин и т. д.) необходим напор в 2-3 атм. Кроме того, такая система занимает в здании довольно много места. А в случае сбоя автоматики вода, переполнившая бак на чердаке, может залить весь дом.

Отказаться от использования открытой накопительной емкости можно с помощью технологии, при которой отдельный насос (самовсасывающий или нормального всасывания) автоматически включается при каждом разборе воды. Это осуществляется с помощью специальных устройств. У разных производителей насосного оборудования эти приборы отличаются по принципу действия и конструкции. Концерн WILO, например, оснащает ряд своих бытовых насосов устройствами Fluidcontrol со встроенным подвижным магнитом и герконовым выключателем.

Как только потребитель открывает кран и давление в водопроводе снижается (у моделей WILO до 1,7 или 2,2 бар), магнит сдвигается, реле срабатывает и замыкает цепь включения насоса. (Одновременно Fluidcontrol защищает оборудование от недопустимого включения "на сухую", без забора воды).

В настоящее время многие производители выпускают компактные установки с напорными баками. Оборудование можно приобрести и "россыпью". В отличие от открытых емкостей мембранные баки не обязательно монтировать в наивысшей точке системы, да и размеры их не так велики. Для питьевого водоснабжения должны применяться напорные баки, имеющие гигиенический сертификат.

В некоторых случаях (например, когда вода подается периодически) есть смысл использовать в сочетании с насосной установкой обычный бак для воды. В данном случае емкость можно установить в подвале дома. В баке накапливается запас воды; ее подачу в точки разбора осуществляет насос (можно -- с гидроаккумулятором). При этом нет необходимости использовать самовсасывающий аппарат; лучше применить установку с насосом нормального всасывания, работающим более тихо. Для забора воды из источника глубиной более 8 м рекомендуется использовать колодезный или скважинный насос. Это -- центробежные насосы с различным числом рабочих колес и гидравлически защищенным электрическим двигателем. Они сконструированы с расчетом на то, что охлаждать работающий мотор будет поток воды, в которую погружается весь насос. Скорость этого потока должна быть не менее расчетной величины. Для скважинных насосов, двигатели которых охлаждаются снаружи, она указывается в технической документации. Реальная величина зависит от соотношения диаметров скважины и двигателя.

КОЛОДЕЗНЫЕ НАСОСЫ

Колодезные насосы имеют встроенную "рубашку" охлаждения, поэтому могут устанавливаться в колодцах и скважинах любого диаметра. В зависимости от того, насколько чист и обустроен источник воды, применяют два вида этих аппаратов. Первые всасывают воду нижней частью, через сетку, препятствующую проходу крупных частиц. А вторые производят водозабор через специальный патрубок, который при помощи гибкого шланга соединен с плавающим фильтром (он поддерживается поплавком). Это исключает попадание в насос песка и грязи со дна колодца; чтобы предотвратить захват частиц, плавающих на поверхности, фильтр располагают несколькими сантиметрами ниже уровня воды.

КАК ВЫБРАТЬ НАСОС

Прежде чем покупать насос для водоснабжения, необходимо знать расстояние от поверхности воды до земли (зеркало воды), количество воды, притекающей в скважину за единицу времени (дебет). Эти данные содержатся в паспорте скважины. Этот паспорт должен выдаваться организацией, выполняющей работы по бурению скважины. Паспорт на скважину -необходимое условие гарантии того, что выбранный насос не сломается в первый же день работы. К сожалению, на сегодняшний день 90% скважин эксплуатируется без специальных паспортов.

Татьяна Семенова www.toolscraft.ru