Augstspiediena ūdens sūknis: darbības princips, veidi, izvēles un ekspluatācijas noteikumi

Piepilsētu ciematu iedzīvotāji, kuru teritorijas nav pieslēgtas centrālajiem ūdensapgādes maģistrāļiem, ūdens padeves jautājumu risina, ierīkojot autonomās sistēmas. Realizējot izvirzīto uzdevumu, ūdens sūknim ar augstu spiedienu ir galvenā loma. Tā galvenais darbs – stabilizēt spiedienu sistēmā.

Mēs pastāstīsim, kādu ūdens sūkņu sortimentu piedāvā tirgus un pēc kādiem kritērijiem izvēlēties iekārtas. Iepazīstināsim ar vadošajiem ražotājiem segmentā. Pie mums jūs uzzināsiet par tehnikas konstruktīvajām īpatnībām, kas ir pamatā iedalījumam tipos.

Vizuālai informācijas uztveršanai mēs papildinājām tekstu ar noderīgām shēmām, fotoatlāsēm un video pamācībām.

Agregātu mērķis un veidi

Neatkarīgi no tā, no kurienes tiek veikta ūdens ņemšana – no tuvākā ūdenstilpnes, speciāli ierīkotas akas, urbuma, automātisku tā padevi uz teritoriju var veikt ar parasta sūkņa palīdzību.

Bet normālai sadzīves tehnikas darbībai ūdens spiediens sistēmā jābūt vismaz 2,5 atmosfēras un tajā pašā laikā nepārsniegt 6 atmosfēras. Un šo parametru var sasniegt tikai, ierīkojot pastāvīga spiediena uzturēšanas sistēmu. Šim nolūkam tiek izmantoti dažādi ūdens sūkņu ar augstu spiedienu varianti.

Kad ir nepieciešams sūknis ar augstu spiedienu?

Ierīce ūdens spiediena paaugstināšanai un uzturēšanai autonomā sistēmā tiek izmantota tad, ja spiediens ir tik zems, ka ūdens izmantošana sadzīves tehnikas darbībai nav iespējama.

Sūkņa uzstādīšana ir pieļaujama, bet nav īpaši ieteicama spiediena parametru stabilizēšanai dzīvokļa kontūrā, ja iedzīvotājiem ir reāls ūdens deficīts.

Šis ūdens sūkņu tips ir paredzēts spiediena paaugstināšanai individuāli iekārtotā ūdensvadā, ja normāla spiediena nodrošināšanai nepietiek ar ūdens pacelšanas sūkņa jaudu.

Ierīces izmantošana būs aktuāla, ja spiediens sistēmā ir ne augstāks par 1–1,5 atmosfērām. Izmēra ziņā mazu ierīci var uzstādīt gan uz kopējā cauruļvada, gan uz izvadu pie atsevišķas sadzīves ierīces. Piemēram, pieslēdzot caurulei, kas piegādā ūdeni boilerim vai veļas mašīnai.

Pirmajā gadījumā būs jāiegādājas jaudīga ierīce ar labiem ekspluatācijas raksturlielumiem, otrajā var iztikt ar neliela mazjaudas automātiskā sūkņa uzstādīšanu.

Agregāta darbību var īstenot, izmantojot:

• Manuāla vadība – paredz ierīces nepārtrauktu darbu neatkarīgi no tā, vai tajā brīdī tiek veikta ūdens padeve, bet ar nosacījumu, ka ierīces izslēgšana tiek veikta piespiedu kārtā manuāli. To izmanto «siltās grīdas» iekārtošanā, kur spiediena uzturēšana apkures kontūros nepieciešamā līmenī ir nepieciešama pastāvīgi.
• Automātiskais režīms – ierīces ieslēgšanu veic automātikas sistēma, piemēram, atverot krānu. Darbu regulē īpašs plūsmas sensors: krāna aizvēršanas brīdī sūkņa darbība tiek pārtraukta.

Regulēšanas sistēmas galvenā funkcija – ieslēgt agregātu, kad spiediens pazeminās, un izslēgt, kad tas sasniedz noteikto parametru. Jo spiediena pazemināšanās maģistrālē un tā pārmērīga paaugstināšanās iznīcina cauruļu savienojumus un kaitīgi ietekmē sadzīves tehnikas darbību.

Alternatīvi spiediena paaugstināšanas pasākumi

Tomēr sūkņa uzstādīšana, kas paredzēta spiediena stimulēšanai, būs pilnīgi nelietderīga, ja avotam ir mazs debets. Tas nepalīdzēs arī tad, ja sistēmu ik pa laikam aizver. Optimāls risinājums šādā situācijā būs pašsūcējas sūkņu stacijas izmantošana.

Sūkņu stacija tiek komplektēta uz tāda paša nosaukuma sūkņu kategorijas bāzes, kas ir aprīkoti ar inžektoriem vai bez tiem. Turklāt tā tiek papildināta ar hidroakumulatoru, kas paredzēts ūdens krājumu uzglabāšanai. Ārēji tas izskatās kā parasta tvertne, tikai iekšpusē ir ievietota gumijas membrāna ar gaisu. Ūdens spiediena relejs vada iekārtu un ierīču komplektu.

Stacijas ekspluatācijas laikā nepārtrauktas ūdens padeves periodā sūknis piepilda uzkrāšanas tvertni ar ūdeni, no kurienes to pēc tam patērē.

Pašsūknējošas sūkņu stacijas uzstādīšana ir efektīva arī tad, ja mājas pagraba stāvā spiediens ir normāls, bet augstākās stāvās tā pilnībā nav.

Uzkrāto ūdeni vēlāk varēs izmantot neatkarīgi no tā, vai sistēmā ir ūdens, kas ir īpaši aktuāli biežiem pārtraukumiem tā piegādē. Būtisks šādu iekārtu trūkums ir konstrukcijas apjomīgums hidrotvertnes dēļ un aprīkojuma trokšņainība darba procesā.

Hidrotvertnes vietā var izmantot parastu akumulācijas tvertni, kurā ūdens uzkrāsies piegādes periodā ar normālu spiedienu. To var uzstādīt uz augstas estakādes vai mājas jumta, un pārtraukumu laikā izmantot rezervi.

Viens no variantiem, kā novērst spiediena trūkuma problēmu, – ir uzstādīt akumulācijas tvertni. To novieto pēc iespējas augstākā punktā, visbiežāk siltinātā bēniņos.

Augstspiediena sūkņu veidi un darbība

Pirms lēmuma uzstādīt veicinošu sūkņu ierīci jānovērtē cauruļvada stāvoklis. Nevar izslēgt, ka spiediena deficīts rodas no nogulšņu aizsērējušām caurulēm. Ja no sarežģītās situācijas var izkļūt tikai uzstādot ierīci, tad ar to tehniskajām specifikācijām vērts iepazīties sīkāk.

Augstspiediena sūkņu darbības princips, neatkarīgi no darba orgāna varianta un konstrukcijas veida, ir vienāds. Ierīce darba mezgla funkcionēšanas procesā rada dobuma iekšpusē vakuuma telpu, kuras dēļ notiek ūdens iesūkšana.

Pateicoties vakuuma telpas izveidei, ūdens «tiek ievilkts» no avota kamerā, un pēc tam augsta spiediena iedarbībā tiek izspiests caur izejas atzarojumu.

Pārdošanā ir pieejami universāla tipa modeļi, kas piemēroti jebkuras temperatūras ūdenim, un tie, kurus var izmantot tikai aukstā vai tikai karstā vidē.

Atkarībā no darba motora dzesēšanas veida agregāti ir divu tipu: ar sauso un ar slapjo rotoru.

Agregāti ar sauso rotoru

Modifikācijas ar sauso rotoru ir grūti sajaukt ar slapjiem analogiem. Tiem ir asimetriska forma ar izteiktu pārsvaru ierīces spēka daļas virzienā. Lieta tāda, ka tā motors ir aprīkots ar lāpstiņu dzesēšanas ierīci, jo darba procesā to neapskalo ūdens.

Asimetriskās formas un ass nobīdes uz motora pusi dēļ “sausie” modeļi ir aprīkoti ar konsoles ierīcēm papildu fiksācijai pie sienas.

Pārsūknēšanas ierīces, kas aprīkotas ar sauso rotoru, ir slavenas ar augstu veiktspējas līmeni un tiek izmantotas nepieciešamības gadījumā lielu platību ūdensapgādē.

Tā kā šajos modeļos motors ir atdalīts no hidrauliskās daļas ar blīvējumu uz vārpstas gala, tie kalpo daudz ilgāk nekā “slapjie”. Tomēr blīvējums, tāpat kā rites gultnis, mēdz nolietoties un ir periodiski jāmaina.

Šī iemesla dēļ agregāti, kas aprīkoti ar sauso rotoru, prasa biežāku tehnisko apkopi un regulāri veicamu berzes detaļu eļļošanu. Vēl viens trūkums – “sausās” ierīces trokšņo, tāpēc to uzstādīšanas vieta ir rūpīgi jāapsver.

Ierīces ar mitru rotoru

Caurplūdes agregāti paredz dzesēšanu, izmantojot sūknējamo ūdeni. Šajā gadījumā ierīces rotors atrodas ūdens vidē un ir izolēts no statora ar ūdensizturīgu slēģi.

Agregāti ar slapjo rotoru atšķiras ar zemu radīto trokšņu līmeni. Cirkulācijas sūkņi ar slapjo rotoru ir paredzēti apkures sistēmu izbūvei, bet bieži tiek izmantoti ūdensapgādes sistēmās dzīvojamo telpu apsildīšanai.

Šāda veida ierīcēm ir modulāra konstrukcija, pateicoties kurai tās bez grūtībām tiek izjauktas sastāvdaļās, ja nepieciešams nomainīt atsevišķu elementu.

Konstrukcijas montāžā izmantotie slīdgultņi neprasa papildu apkopi. Tomēr “slapjie” sūkņi kalpo mazāk un zaudē “sausajiem” agregātiem radītā spiediena parametros. Ir ierobežojumi attiecībā uz uzstādīšanas virzienu – var uzstādīt tikai horizontāli.

Būtisks šāda tipa sūkņu trūkums ir to neaizsargātība darbā ar netīru ūdeni, kura svešķermeņi var izraisīt ierīces bojājumu.

Iedalījums pēc vakuuma kameras izveides veida

Šāda veida ierīču darbības mehānisms balstās uz izspiešanas reakciju. Sūknēšanas process tiek veikts, mainot darba kameras izmērus. Radītā vakuuma lielums ir tieši atkarīgs no darba kameras hermētiskuma pakāpes.

Vakuuma lielumu var regulēt. Tādējādi spiediens atsevišķās sistēmas vietās var palielināties vai, gluži pretēji, samazināties.

Vakuuma sūkņi lielākajā daļā konfigurāciju ir cilindra formā, kura iekšpusē ir iebūvēta vārpsta vai impellers, kas aprīkota ar darba ratu.

Vārpsta ir mehānisma vadošais darba instruments. Ar lāpstiņām aprīkotais darba rats veic rotācijas kustības. Apļveidā kustīgo lāpstiņu iedarbībā tiek satverts šķidrums, kas atrodas darba kamerā. Rotācijas laikā veidojas centrbēdzes spēks. Tas arī noved pie šķidruma gredzena veidošanās. Gredzena iekšpusē izveidotā neaizpildītā telpa ir vakuums.

Atkarībā no veidiem, kā tiek izveidota vakuuma kamera, augstspiediena ūdens sūkņi var būt centrbēdzes, vibrācijas un virpuļveida.

Centrbēdzes tipa ierīces

Centrbēdzes sūkņu sūkņi – visizplatītākais pārsūknēšanas ierīču veids, kas spēj nodrošināt augstu spiedienu sistēmā. Tie sūknē ūdeni, griežot iekšā spirālveida korpusā piestiprinātu darba ratu. Darba rats sastāv no diviem savienotiem diskiem, starp kuriem ir fiksētas lāpstiņas virzienā, kas ir pretējs ienākošā šķidruma plūsmai.

Centrbēdzes stacijas ir aprīkotas ar hidro tvertnēm, kas nodrošina ūdens rezervi trūkuma un spiediena svārstību gadījumā, un automātiskās vadības ierīcēm.

Rotācijas procesā veidojas centrbēdzes spēks, kas stimulē ūdens plūsmu izspiešanu no kameras centra, atmetot to tālākajos apgabalos. Tādējādi spiediena līmenis rotējošā darba rata centrā pazeminās, un ūdens sāk ieplūst korpusa iekšienē.

Centrbēdzes ierīces lielākajā daļā izpildījumu ir aprīkotas ar hidroakumulatoriem. Ar spiediena cauruļvadiem tās savieno, izmantojot dažāda diametra sprauslas.

Ja sūkņu stacijas hidro tvertnes tilpums ir nepietiekams, to var izmantot kā agregātu, kas piegādā ūdeni uzkrāšanas tvertnē.

Centrbēdzes tipa aprīkojums spēj nodrošināt nepārtrauktu ūdens padevi ar augstu spiedienu. Vienīgais ekspluatācijas nosacījums – iedarbinot agregātu, korpuss jāpiepilda ar ūdeni. Centrbēdzes paveidam ir ierobežojumi: tie nevar sūknēt ūdeni no dziļuma, kas pārsniedz 8 m, bet kā papildinājums spiediena paaugstināšanas sistēmā no vairākiem sūkņiem un uzkrājējiem tie ir pilnīgi piemēroti.

Vibrācijas elektromagnētiskie sūkņi

Vibrācijas sūkņu darbības princips balstās uz magnēta spēju, pateicoties maiņstrāvas iedarbībai, pārmaiņus pievilkt pie sevis un pēc tam atlaist enkura-virzuļa tandēmu. Mainot polaritāti, enkurs veic mainīgas kustības. Vienas sekundes laikā enkura pozīcija var mainīties vairākus desmitus reižu.

Pateicoties tam, ka elektromagnētiskajās vibrācijas tipa ierīcēs nav rotējošu detaļu, tās tiek uzskatītas par visuzticamākajām un ilgmūžīgākajām.

Vibrācijas svārstību rezultātā ūdens vispirms tiek iesūkts darba kamerā, pēc tam caur vārstu tiek izspiests spiediena caurulē. Vibrācijas agregāts var darboties pārī ar centrbēdzes kolēģi vai sūknēt ūdens rezervi uzkrājējtvertnē.

Virpuļveida sūkņu modeļi

Šādu agregātu korpusa dobumā atrodas plakans disks, kas aprīkots ar radiāli nostiprinātām lāpstiņām. Riteņa ar perifēriskām lāpstiņām rotācija rada vakuumu.

Diska rotācijas iedarbībā šķidrums nokļūst speciāli izveidotā korpusa dobumā, un pēc tam, izgājis cauri kamerai, tiek izspiests ārā.

Virpuļierīces ir slavenas ar augstu iesūkšanas spēku. Tām nav bail no gaisa burbuļiem ūdenī. Bet tās ir jutīgas pret suspendētu daļiņu klātbūtni šķidrumā, un tāpēc tām ir ierobežota pielietojuma joma. Tā kā virpuļierīces ātri sabojājas, sūknējot netīru ūdeni, tās nav ieteicams izmantot, iekārtojot smilšu akas un urbumus.

Vadošie ražotāji un populāri modeļi

Starp pārbaudītiem pasaules zīmoliem, kas ir vispopulārākie, ir vērts izcelt:

• «Grundfos» – Dānijas uzņēmums liek uzsvaru uz sūkņiem ar cirkulācijas darba sistēmu, kas izceļas ar mazu apjomu.
• «CatPumps» – šī zīmola aprīkojuma īpatnība ir zema mehānismu pulsācija pie maksimāli augsta spiediena.
• «Wilo» – Vācijas koncerns specializējas maza izmēra sūkņu staciju ražošanā, kas aprīkotas ar iebūvētiem hidroakumulatoriem.
• «Sprut» – šīs tirdzniecības zīmes spiediena paaugstināšanas sūkņu īpatnība ir prasība pret ūdens tīrību un temperatūru.

Iepriekš uzskaitītie ražotāji savu produkciju izgatavo pēc pārbaudītas tehnoloģijas, kas garantē sūkņu iekārtu uzticamību. Tiem ir aizsardzība pret pārslodzēm, cikliskumu un «sauso gājienu».

Mazjaudas sūkņu modeļu cenu diapazons svārstās no 30 līdz 50 ASV dolāriem. Jaudīgākus paraugus, kas aprīkoti ar automātikas sistēmu, var iegādāties aptuveni par 70–100 ASV dolāriem. Sūkņu stacijas maksās no 80 līdz 150 ASV dolāriem.

Kompaktus un maza svara agregātus ir ērti izmantot gan individuālās ūdensapgādes iekārtošanā, gan ekspluatācijā dzīvoklī.

Starp vidējā cenu segmenta modeļiem labi sevi ir pierādījuši:

• «Sprut 15WBX-8» – vienkārša konstrukcija ar sauso rotoru, tās caurplūde ir 480 l/h pie patērētās jaudas 90 W. Mazs svars un kompakts izmērs – ierīci novieto tieši uz caurules.
• «Euroaqua 15WB-10» – virpuļveida elektriskais agregāts viegli tiek galā ar šķidrumu, kura sastāvā ir gaiss vai gāze.
• «Cristal 15GRS-10» – modelis slavens ar mazu enerģijas patēriņu un augstu lietderības koeficientu, izceļas ar spēju uzsildīt ūdens plūsmu līdz 65 grādiem.

Nevajag taupīt un iegādāties ķīniešu viltojumus. Remontēt tos meistari neuzņemas. Negodīgi ražotāji tos saliek tā, lai atsevišķa elementa bojājums nekavējoties novestu pie nepieciešamības pilnībā nomainīt iekārtu.

Iekārtu izvēles īpatnības

Izvēloties sūkni spiediena nodrošināšanai, jāorientējas uz vairākiem parametriem.

Agregāta produktivitātes noteikšana

Šis parametrs ir atkarīgs no sūknim uzliktā uzdevuma un nepieciešamā ūdens patēriņa. Aprēķinot kopējo ūdens patēriņu, ņem vērā saimnieciskās un sadzīves vajadzības, orientējoties uz visu darbojošos patēriņa punktu maksimālā ūdens patēriņa kopsummu vienā laika vienībā.

Noteikt ierīces caurplūdes un spiediena attiecību palīdzēs grafiks, kuru lielākā daļa ražotāju pievieno sūkņu instrukcijās.

Vidējā cenu segmenta sūkņu caurplūde ir pietiekama, lai paaugstinātu spiedienu vismaz par 1-1,5 atmosfērām. Ja ar to nepietiek, sistēmu papildina ar spiediena paaugstināšanas sūkņiem vai spiedienu stabilizējošiem reduktoriem.

Budžeta variants spiediena paaugstināšanai – reduktora uzstādīšana sistēmas ievadpunktā mājā vai dzīvoklī. Ierīce automātiskā režīmā stabilizē spiedienu kontūrā.

Izvēloties agregātu, jāņem vērā arī tas, lai pārsūknēšanas ierīces caurplūde nepārsniegtu akas vai urbuma caurplūdi. Pretējā gadījumā, strauji iztukšojot avotu un to nelaikā papildinot, iekārta vienkārši strādās “sausā”. Un tas var novest pie tās bojājuma.

Ierīces ieteicamais spiediens

Šis parametrs nosaka augstuma vērtību metros, līdz kuram agregāts spēj pacelt ūdeni. Nosakot nepieciešamo spiedienu, jāņem vērā ūdens padeves attālums horizontāli un standarta spiediena zudumi tā transportēšanas laikā pa cauruļvadu.

Ja šo parametru aprēķina pēc vienkāršotas formulas, tad tā vērtību pieņem vienādu ar desmito daļu no kopējā horizontālās maģistrāles garuma. Piemēram, desmitā daļa no šļūtenes garuma, kas pievienota sūknim dārza laistīšanai.

Piemēram, iekārtojot aku 10 metru dziļumā, lai padotu ūdeni uz māju, kas atrodas 12 metrus no ūdens ņemšanas vietas, ja ūdens jāpaceļ 4 metrus no zemes, agregāta spiedienu aprēķina, summējot vērtības: 10+4+(12:10)=15,2 metri.

Bet, lai iegūtu precīzākus aprēķinus, jāņem vērā arī cauruļvada diametrs un spiediena zudumi, paceļot ūdeni pa caurulēm, kā arī tā plūsmu caur līkumiem un mezgliem. Galu galā, ja spiediens ir nepietiekams, izejas spiediens būs zems. Šī iemesla dēļ, iekārtojot ūdens ņemšanas sistēmas, izvēlas sūkņus, kas spēj uzturēt spiedienu sistēmā robežās no 2 līdz 6 bāriem.

Mājsaimniecības vajadzībām nevajadzētu izvēlēties agregātus ar augstākiem rādītājiem, jo, radot palielinātas slodzes, tie var izraisīt strauju cauruļvadu un santehnikas ierīču nolietošanos.

Izvēloties aprīkojumu, jāņem vērā arī:

• darba temperatūru diapazons;
• darba procesā radītais trokšņa līmenis.

Pārdošanā ir elektriskie modeļi un šķidrās degvielas agregāti. Pirmie darbojas tikai no elektrotīkla. Tie var būt divfāžu un trīsfāžu. Otrie ir aprīkoti ar iekšdedzes dzinēju. Kā degvielu tie izmanto dīzeļdegvielu vai benzīnu.

Automātikas sistēmas klātbūtne ievērojami sadārdzina aprīkojuma izmaksas. Bet augstā cena par automatizētiem mehānismiem, kam ir augsts elektriskās aizsardzības līmenis, pilnībā atmaksājas, jo šāda tipa ierīces smalkāk reaģē uz situācijas izmaiņām un patērē mazāk elektroenerģijas.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video apskats par sūkni spiediena paaugstināšanai:

Sistēmas iekārtošanas variants, izmantojot iekārtu, kas paaugstina ūdens spiedienu:

Sūkņu aprīkojuma sortiments tirgū ir plašs. Bet speciālisti iesaka to iegādāties firmas veikalos. Tur palīdzēs izvēlēties optimālo variantu atkarībā no objekta tehniskajiem nosacījumiem un nodrošinās garantijas apkalpošanu, kas ir īpaši aktuāli, pērkot dārgu aprīkojumu.

Vēlaties pastāstīt, kā izvēlējāties augstspiediena sūkni, vai par šāda veida aprīkojuma izmantošanu praksē? Lūdzu, rakstiet zemāk esošajā komentāru blokā. Šeit varat arī uzdot jautājumus vai dalīties ar interesantiem faktiem.