Помпи за индивидуално водоснабдяване

Особености на използваните помпи в системите за автономно водоснабдяване

Независимо че днес водоснабдителната мрежа е добре развита, все още има места, където включването към централно водоснабдяване не винаги е възможно - като например самостоятелни сгради, намиращи се извън населените места, вили и т. н. Често срещан проблем е и ниското налягане в магистралните водопроводи, което ограничава използването на питейна вода, поради което за обезпечаване на водоподаването е необходимо използването и на друг водоизточник.

Подходящо решение в подобни ситуации се явява изграждането на алтернативна система за водоснабдяване, която да използва вода от кладенец или друг водоем. С подобни системи може да се осигури постоянно и независимо водоснабдяване, независещо от общото водоподаване, както и постоянен дебит на водата.

Елементи на системата
Обикновено всяка от автономните системи за водоснабдяване включва няколко основни елемента - водоизточник, от който се черпи необходимата вода; хидроакумулатор, който обикновено се монтира в приземен етаж на сградата и предпазва системата от падове на налягането и хидравлични удари, а също така се явява резервен източник на вода; различни видове помпи; система за пречистване и филтриране; тръбопроводи, които обикновено са изградени от чугунени или пластмасови тръби, а диаметърът им се определя в зависимост от разхода на вода за час; система за автоматично управление. Видът на водоизточника и използваните съоръжения се определя в зависимост от предвижданото потребление на вода и броя на хората. От своя страна, в зависимост от диаметъра и производителността на водоизточника, от статичното и динамично ниво на водата и от налягането се избира и видът на помпата. Принципно, най-често използваните помпи за независимо битово водоснабдяване се подразделят на два основни вида: помпи за открит монтаж и потопяеми помпи.

Едностъпални и многостъпални помпи за открит монтаж
Използват се предимно за изпомпване на вода от водоеми или кладенци с неголяма дълбочина, обикновено от порядъка на около 7-8 m. Монтират се извън водоизточника, а производителността им обикновено се движи в границите от около 3 - 5 m3/h. Създаваният от тях напор е около 45 - 60 m воден стълб. В случаите когато е необходимо изпомпване на вода непосредствено от източника, помпите обикновено са самозасмукващи. Когато се използват за усилване на налягането от централната водоснабдителна мрежа, това не е необходимо. Съответно, в зависимост от конкретното приложение се избира и видът на помпата. Помпите за открит монтаж се класифицират и в зависимост от броя на работните колела. Спрямо този признак те се подразделят на едно- и многостъпални. По-големият брой степени позволява да се достигнат и по-високи стойности на налягането и производителността.

Потопяеми помпи
Потопяемите помпи са познати и като сондажни. Използват се за подаване на вода от голяма дълбочина. Подходящи са и за изпомпване на вода от реки или езера, когато те се намират на голямо разстояние от сградата и е необходим голям напор. Тъй като в повечето случаи потопямите помпи работят при тежки условия, обикновено за изработването на отделните конструктивни елементи на помпата се използват специални материали и технически решения.

Принципно, потопяемите помпи се причисляват към групата на центробежните. Те обикновено са с различен брой работни колела и водозащитен електрически двигател. Охлаждането на двигателите на потопяемите помпи се реализира чрез изпомпваната вода, която обтича двигателя преди да влезе в помпената част. По тази причина скоростта на обтичане е много важна. Препоръчително е скоростта на потока да бъде съобразен с посочената от производителя, с оглед осигуряването на оптимално обтичане.
Ако разликата в диаметрите на помпата и сондажа е голяма и изпомпваният дебит не осигурява препоръчителната скорост е добре да бъде осигурен охладителен кожух. Той се монтира върху двигателя и намалявайки свободното сечение между него и помпата, осигурява необходимата скорост на обтичане. В случаите, когато потопяемата помпа е монтирана хоризонтално също се препоръчва тя да се монтира в охлаждащ кожух. При изпомпване на води с по-високи температури обаче, използването на охладителен кожух не се счита за подходящо средство за охлаждане.

Използват се два типа потопяеми помпи
В практиката в зависимост от честотата на водоизточника се използват два типа потопяеми помпи. При едните се използва мрежа, която предотвратява преминаването на големи частици заедно със водата. При втория тип водата постъпва през специален щуцер, който е съединен с плаващ филтър посредством гъвкав шланг. По този начин не се допуска попадането на замърсявания от дъното на кладенеца в помпата. Отворът на филтъра обикновено се намира на няколко сантиметра под водата, с което се предотвратява засмукването на частици, плаващи по повърхността.

Производителите предлагат както модели потопяеми помпи, които могат да се използват в плитки водохранилища и служат за доставяне на малки обеми вода, а също така и агрегати, способни да създават напор до няколкостотин метра воден стълб и да осигуряват дебит от порядъка на десетки или стотици кубични метра в час.

Особености при осигуряване на електрозахранването
При инсталирането и на наземните и на потопяемите помпи, специалистите съветват да се обърне сериозно внимание на електрозахранването. Обикновено то се осъществява посредством електрически кабел за външен монтаж (с изолация, устойчива на климатичните условия). Той може да се прокара както под земята, така и окачен - посредством въздушна линия. Препоръчваната височина на въздушната линия е не по-малко от 5 m (от нивото на земята до най-ниската точка на кабела), като разположението й трябва да е встрани от пешеходни пътища и високи дървета. Сечението на кабела се уточнява в зависимост от консумацията на помпата и допустимия пад на напрежение. Важна подробност е, че дължината на захранващия кабел варира с изменение на външната температура, по тази причина, за да се защити от повреда при инсталирането му трябва да се предвидят компенсиращи намотки.

При избора на захранващ кабел, особено когато става въпрос за потопяемите помпи, специалистите съветват да не се правят компромиси. Обикновено захранващият кабел се избира съобразно мощността и номиналния ток на двигателя, дълбочината на спускане на помпата и ред други фактори. Добре е да се има предвид, че е възможно да се окаже, че инвестицията в захранващ кабел е съизмерима или дори надвишава инвестицията в помпен агрегат, особено когато се говори за мощни помпи, спускани на големи дълбочини. Препоръчва се, обаче, да не се допускат компромиси, тъй като това може да доведе както до повишен риск от повреда на двигателя, така и до систематично повишаване на температурата и големи загуби на електроенергия. Препоръчително е изчисления за оразмеряване на захранващия кабел да се правят с 1 до 3% пад на напрежението, като се инвестира в кабел с най-близкото стандартно до изчисленото сечение в посока плюс. По-голямата инвестиция в началото впоследствие ще се изплати в безаварийна работа и спестена електроенергия.

Необходима е добра защита на двигателя
В комплекс със захранващия кабел за потопяемите помпи от съществено значение е и изборът на защитно устройство на двигателя. На българския пазар се предлагат разнообразие от защитни устройства. Коректният избор на правилната защита на двигателя спомага за безаварийната работа на агрегата и рядкото му вадене и спускане за ремонт - услуга, която в зависимост от дълбочината на потапяне на помпата може да бъде равностойна на цената на съоръжението.

В автономното водоснабдяване намират приложение и поми, работещи на струен принцип. В този случай необходимото разреждане се създава в помпата след минаване на част от течността през специално устройство - ежектор, което се спуска на дъното на сондажния кладенец или отвор. За изпомпване на водата обикновено се използва самозасмукваща помпа. При избора на място за монтаж на помпата е добре да се има предвид, че работата на ежектора е съпроводена с отделянето на шум. Повечето автоматични системи за водоснабдяване със струйни помпи работят надеждно при дълбочини от порядъка на 18-30 m.

Налягане и напор на водата
Системите за автономно водоснабдяване е необходимо да могат да осигуряват вода с нужния дебит и напор. Тъй като водата се изпомпва от под земята, а се изразходва на всички нива на сградата, е необходимо да се осигури подходящо налягане в тръбите, което да гарантира необходимия дебит за всеки един потребител. Дебитът на водата много зависи от капацитета на водоизточника. По тази причина е добре при избора на помпа, мощността и да бъде съобразена с дебита на водоизточника и необходимия напор на водата, както и предполагаемия разход на вода за денонощието през най-натоварените периоди. Добре е да се обърне внимание и на критичните режими на работа на водопровода - поддържането на необходимия напор на водата при максимален разход и ограничаване на напора при отсъствие на разход.

Използването на хидроакумулатор предотвратява честите пускания и спирания на помпата, което удължава срока й на експлоатация.

Схеми на подаване на водата
В зависимост от различни фактори, автономното водоснабдяване може да бъде организирано по няколко начина. Сред често използваните се явява водната кула и подземна помпена станция.

Системите с водна кула се характеризират с простота и висока надеждност. При определени обстоятелства подобна система се отличава с немалко предимства. За целесъобразно се счита използването й в случаи, когато е необходимо организирането на автономно водоснабдяване за значителен брой потребители, необходимост от водоснабдяване предимно през топлите периоди в годината, необходимост от голям запас от вода. Като недостатъци на тази система могат да се посочат трудностите при използването й през студените месеци, особено при намаляване на потреблението, окисляването на металната повърхност на резервоара при източване на водата, ограниченото налягане на водата на изхода от кулата, определящи и височината на самата водна кула.

Принципът на работа на системата се основава на изпомпване на вода от водоизточника и подаването и към водната кула. Когато количеството вода в кулата стигне необходимото ниво, чрез датчик се подава сигнал към помпата и тя спира работа. По този начин в кулата се поддържа постоянен запас от вода.

Автономна система с подземна помпена станция
Счита се за по-добър вариант и не се влияе от метрологичните условия. Основава се на използването на помпена станция. С подобна система успешно се преодоляват недостатъците на системата с водна кула при наличието на всички предимства. Като минус на тази система обикновено се посочва зависимостта й от електрозахранването. При евентуален проблем с електроенергията помпата спира работа. Тези помпени станции могат да бъдат на едно или две нива. Принципът на работа на подземните помпени станции на едно ниво е следният. При включване на системата сондажната помпа започва да подава вода от водоизточника към хидроакумулатор, разположен в приземен етаж. При запълването на хидроакумулатора чрез автоматика към помпата се подава сигнал и тя спира да работи. Съответно, при спадане на нивото на водата помпата се включва отново.

При използването на подземна помпена станция на две нива към системата се свързва допълнителен резервоар. Помпата работи, докато се запълни резервоарът. В системата е включен и хидроакумулатор, в които постъпва част от водата от резервоара. При използването на тази система е добре да се има предвид, че тъй като нивото на водата е под нивото на земната повърхност, то водата не може по естествен път да постъпи към водоснабдителната системи. Необходимо е използването на помпена станция, която да осигури постоянно налягане на водата в системата. И при тази система като недостатък се посочва зависимостта от електрозахранването. Подобно решение се счита за много подходящо, в случаите при които се черпи вода от много дълбоки кладенци и помпата подава вода с ниско налягане и малка производителност, както и в случаите на водоизточник с малък дебит.