Samonasávací čerpadla pro vodu: typy, princip fungování, doporučení pro provoz

Čerpadla samonasávacího typu jsou zvláštním druhem povrchového zařízení, navrženým pro zvýšení provozní životnosti. Jejich pohyblivé části jsou vždy chlazeny, těsnění nepoškozená, motor pracuje bezvadně. Kvůli velkému sortimentu je však obtížné vybrat vhodný model. Souhlasíte?

Vše, co potřebujete vědět o samonasávacích čerpadlech pro vodu, naleznete na našich stránkách. Podrobně popisujeme princip konstrukce a fungování zařízení tohoto typu a uvádíme rozdíly v konstrukci. Poskytnuté informace vám pomohou učinit uvážený nákup.

Podrobně jsme popsali různé varianty samonasávacích čerpadel a uvedli doporučení pro provoz. Prohloubit znalosti vám pomohou užitečné fotografie a video přílohy.

Zvláštnosti samonasávacích agregátů

Při pořizování agregátu pro použití na venkovském pozemku je třeba analyzovat řadu faktorů, které určují potřebnou kategorii.

K nim patří:

• hloubka zdroje;
• vzdálenost od zdroje k domu;
• úroveň tlaku;
• kvalita dodávané vody;
• spotřeba vody.

Obvykle se uvedené údaje zohledňují při výpočtu výkonu zařízení, jsou však užitečné i při výběru čerpadla podle typu sání.

Rozlišujeme samonasávací a normálně nasávací zařízení. Rozdíl spočívá v konstrukci, která reguluje proces opětovného plnění v případě vniknutí vzduchu do systému.

Ukázka samonasávacího čerpadla – Pedrollo PLURIJET, určeného pro přemísťování a zvedání čisté vody ze zdrojů s hloubkou nepřesahující 9 m, jmenovitý tlak do 120 m, průtok – 200 l/min (12 m3/h)

Mezi normálně nasávací patří ponorná a částečně ponorná čerpadla, jejichž funkce probíhá, pokud se kapalina ze zdroje pohybuje do pracovního prostoru samospádem. Při vniknutí vzduchu se aktivuje automatická ochrana proti chodu nasucho a provoz se zastaví, protože zařízení nemůže pracovat naprázdno. Čerpadlo je třeba restartovat.

Schéma práce samonasávacího čerpadla: 1 – plnění vody; 2 – oddělení vody a vzduchu v pracovní komoře; 3 – dokončení cirkulace, zahájení provozu čerpadla; 4 – udržení kapaliny při vypnutí čerpadla (+)

Samonasávací modely jsou navrženy pro samostatné odstraňování vzduchu bez zásahu člověka. To je umožněno konstrukčními zvláštnostmi: v horní části pracovního prostoru se nachází odvzdušňovací ventil, kterým je vzduch odváděn. Zpětnému návratu vzduchu brání zpětný ventil.

Moderní provedení s vestavěnými šoupátky provádějí samostatné přeplnění, díky čemuž odpadá nutnost neustálého monitorování zařízení.

S procesem přeplnění souvisí i malá výška zdvihu samonasávacích agregátů – až 9 m. Je důležité zajistit, aby pracovní komora byla neustále naplněna vodou, a čím kratší je přívodní potrubí, tím rychleji probíhá proces přesunu vody.

Nejčastěji jsou samonasávací čerpadla součástí čerpací stanice s hydroakumulátorem, sacím hrdlem (nebo ejektorem), uzavíracími armaturami a kontrolně-měřicími přístroji.

Správná montáž sacího potrubí

Při zařizování systému zásobování vodou není důležitá pouze instalace samonasávacího čerpadla nebo čerpací stanice, ale také montáž sacího potrubí.

Hodnota dopravní výšky (7-8 m) se vypočítává s ohledem na výšku zdvihu vody a parametry hydraulického odporu, který vzniká při pohybu kapaliny

Při vytváření těsného vodovodu je třeba zkontrolovat poměr průměru potrubí k průměru hrdla a také co nejvíce zkrátit (pokud možno) délku celého potrubí.

Čím delší je sací potrubí, tím vyšší je odpor, a tedy nižší dopravní výška. Přítomnost netěsností může vést k poruše zařízení – tato podmínka je relevantní pro odstředivé modely, které nejsou určeny pro čerpání směsí vzduchu a kapaliny.

Věnujte pozornost umístění potrubí. Sací potrubí by nemělo mít ohyby, zlomy, složitou sestavnou konstrukci stoupající nad úroveň čerpadla, jinak může dojít ke vzniku vzduchových kapes, které narušují proces sání a obtížně se odstraňují ze systému.

Snažte se umístit sací potrubí tak, aby tvořilo co nejjednodušší konfiguraci s přímými trubkami a jedním úhlem, tedy připomínalo písmeno «L»

Jako doplňkové zařízení instalované přímo na potrubí se používá zpětný ventil (nebo jednoduchý nezpětný analog) a filtr. Díky ventilu je voda udržována v potrubí a nevytéká zpět, čímž chrání majitele čerpadla před opětovným plněním.

Filtr chrání zařízení před vniknutím dna usazenin s velkými částicemi, kousky vodních rostlin, jílových nečistot.

Je možné nahradit samonasávací model běžným čerpadlem? Pokud není jiné východisko, tak se to dělá – na dobu opravy nebo nákupu nového zařízení.

Nicméně nezapomínejte na některé nuance:

• bude nutné před zapnutím zcela naplnit vodou komoru čerpadla a potrubí;
• je třeba zabránit vniknutí vzduchu, jinak zařízení selže;
• plnění by mělo být provedeno po každé „havárii“ způsobené ztrátou těsnosti vodovodu.

Praxe ukazuje, že uživatelé samonasávacích čerpadel nespěchají s přechodem na běžná, tím spíše, že výběr zařízení je často diktován optimálními podmínkami sání.

Odstředivá samonasávací čerpadla

Vhodnou variantou pro autonomní použití na soukromém venkovském pozemku je odstředivé samonasávací čerpadlo, které čerpá nejen čistou vodu, ale i média s jemnými částicemi – například sediment z rybníka.

Výborně si poradí s kapalinou, která je směsí vody a plynu. Zařízení je povrchové, to znamená, že je instalováno nad hladinou vody, a proces zvedání vody je zajištěn vnitřním podtlakem v sacím potrubí.

Typy konstrukcí a jejich zvláštnosti

Seznámit se s konstrukcí samonasávacího odstředivého čerpadla je nezbytné pro možnost odstraňování poruch a pravidelné údržby. Agregát představuje jednoduchý mechanismus uzavřený v pevném spirálovitém tělese s víkem, materiál tělesa – nerezová ocel, litina, plast.

Uvnitř se nachází oběžné kolo (ocelové nebo polymerové) vybavené lopatkami otočenými opačným směrem. Kromě oběžného kola jsou důležitými částmi difuzor a ejektor (Venturiho trubice).

Tedy prakticky všechny díly jsou statické, pohyb udává jediný dynamický prvek – kotouč (kotouče) oběžného kola.

Konstrukce čerpadla umožňuje snadný přístup k hlavnímu dílu pro preventivní prohlídku nebo drobnou opravu (například čištění nebo soustružení). Protože zařízení je umístěno venku, na rozdíl od ponorné varianty, je vždy možnost ho prohlédnout a provést výměnu dílů.

Schéma konstrukce odstředivého čerpadla: 1 – kovové nebo plastové těleso; 2 – víko; 3 – vestavěné ejektory; 4 – oběžné kolo; 5 – hřídel uchycení; 6 – těsnění; 7 – ložiska; 8 – kondenzátor; 9 – elektromotor

Odstředivé modely jsou masivnější než vírové, ale pracují mnohem tišeji a jsou schopny čerpat špinavou vodu s příměsemi střední frakce. Pro silně znečištěná prostředí jsou určena speciální drenážní čerpadla, a pokud je nutné další drcení – fekální.

Při výběru agregátu u dodavatele se informujte o možné výbavě: kromě elektrického motoru se používají benzinový nebo dieselový, avšak pro chatové provedení je elektrické zařízení optimálnější. Při pravidelné preventivní prohlídce a údržbě dosahuje životnost odstředivého čerpadla 20 let.

Charakteristiky modelů se liší, nicméně průměrné parametry mohou vypadat následovně:

• teplota uvnitř systému – do +35°C;
• teplota vzduchu venku (v místě instalace čerpadla) – do +35°C;
• výška nasávání sacího potrubí – do 8 m;
• maximální tlak v systému – 6 bar;
• motor – dvoupólový asynchronní (třída krytí ne nižší než IP 44).

Většina dílů je vyrobena z nerezové oceli, jako materiál čelního těsnění se používá grafit nebo keramika.

Vícestupňové samonasávací odstředivé čerpadlo KSB Multi Eco pro domácí vodovod, využití dešťové vody; umožňuje přítomnost písku (koncentrace – do 50 g/m³)

Samonosná jednotka svou konstrukcí velmi připomíná běžné čerpadlo odstředivého typu, s jedním rozdílem: recirkulace kapaliny probíhá uvnitř tělesa, nikoli ve vnější větvi.

Zátky pro plnění a vypouštění vody, podstavec pro upevnění k motoru, umístění hrdel spojujících zařízení s výtlačným a sacím potrubím – stejně jako u jednoduchého zařízení.

Vlastnosti a princip činnosti

Hrdlem voda přitéká ze sací trubky do tělesa a vyplňuje veškerý prostor, poté se automaticky uvede do činnosti oběžné kolo. Působením odstředivé síly je kapalina vytlačována ze středu k periferním částem a pod tlakem postupuje do výtlačného potrubí, rovněž připojeného pomocí hrdla.

Schéma instalace odstředivého samonasávacího čerpadla umístěného na povrchu, nad hladinou vody ve studni. Zpětná klapka brání pohybu vody v opačném směru, než je směr sání.

Se snížením tlaku ve střední části dochází opět k nasávání vody do tělesa ze sacího potrubí. Pravidelnost nasávání a vytlačování je základem nepřetržitého dodávání vody odstředivým zařízením.

Počet oběžných kol v čerpadlech může být různý, od jednoho po několik (jednostupňová a vícestupňová), ale princip čerpání kapaliny do tělesa a dále potrubím se tím nemění.

Oblast použití odstředivých agregátů

Odstředivá samonasávací zařízení jsou schopna čerpat kapaliny, se kterými si vírové modely neporadí:

• viskózní média;
• kapaliny s pevnými částicemi;
• abrazivní kapaliny.

V souvislosti s tím se tato kategorie čerpací techniky často používá ve výrobě, například pro čerpání ropných produktů. V soukromém použití jednotka nezahálí, pokud majitelé k zalévání zahrady nebo zeleninové zahrady používají rybníček nebo jinou vodní nádrž, jejíž voda není zcela čistá a průzračná.

Zařízení je schopno přemisťovat kapalinu s hustým sedimentem ze dna, kousky bahna a dalších vodních rostlin.

Domácí čerpadla si výborně poradí i s čerpáním čisté vody, proto jsou vhodná i pro zařízení autonomního vodovodu budovy a přilehlých staveb (sauna, letní kuchyně). Výkonné čerpadlo je vhodné pro vybavení racionálního zavlažovacího systému nejen záhonů, ale i trávníku, skleníků, květinových zahrad a sadu.

Při spuštění probíhá proces samočinného plnění vodovodu, což umožňuje ušetřit náklady na údržbu a zaručuje stabilitu provozu.

Vírová čerpadla

Mezi samonasávacími modifikacemi existuje skupina vírových čerpadel, avšak na rozdíl od odstředivých analogů nejsou vhodná pro přečerpávání viskózních kapalin.

Přítomnost pevných částic ve vodě je nutné vyloučit, jinak dojde k narušení provozuschopnosti zařízení. Čerpadla vírového typu jsou jednoduchá konstrukcí i údržbou, ale mají nižší výkon a nízkou účinnost.

Vírové samonasávací čerpadlo Pedrollo PKm 60 pro výhradně čistou vodu: výkon – 0,37 kW, průtok – 0,3–2,4 m³/h, výška zdvihu vody – až 5 m.

Schéma konstrukce a princip fungování

Vnitřní části vírového čerpadla se příliš neliší od analogů odstředivého zařízení. Hlavní dynamickou součástí je pracovní diskové kolo vybavené lopatkami uspořádanými do kruhu.

Lopatky se otáčejí uvnitř jakéhosi kanálu spojeného se vstupním a výstupním hrdlem. Kapalina přichází sacím hrdlem, vlivem otáčení kola se víří a po šroubovité trajektorii se pohybuje směrem k výstupu.

Opakovaný pobyt kapaliny v prostoru mezi lopatkami vytváří dodatečnou energii a tlak, který zvedá vodu na potřebnou úroveň, na tomto je založen princip práce samonasávacího vírového čerpadla.

Nasávaný vzduch se smíchá s kapalinou, poté se směs opět rozdělí na dvě složky: vzduch je odváděn ven a kapalina dále cirkuluje v pracovní komoře. Poté, co je odstraněn veškerý vzduch, se komora zcela naplní vodou a uvede do provozu na principu odstředivého zařízení.

Vírové čerpadlo Optima (Polsko) v litinovém těle, s výkonem 0,37 kW a tlakem 35 metrů. Určeno pro zásobování vodou domu nebo zahradního pozemku, přečerpává pouze čistou vodu.

Povinným prvkem, stejně jako u odstředivého zařízení, je zpětný ventil, který plní dvě funkce:

• brání zpětnému vnikání vzduchu;
• zajišťuje naplnění pracovní komory vodou.

Maximální výška zdvihu vody, kterou zajišťuje vírové samonasávací zařízení, – 8 metrů. Od odstředivých čerpadel se vírová liší dvěma zásadními vlastnostmi: nepřečerpávají znečištěná média, ale výborně si poradí s přemisťováním směsi vzduchu a kapaliny.

Nízká účinnost (od 25 % do 45 %) se vysvětluje tím, že se mnoho energie spotřebuje na proces tlačení kapaliny. Z tohoto důvodu majitelé pozemků na venkově dávají přednost odstředivým jednotkám. O vírovém zařízení se obvykle uvažuje, když není možné nainstalovat výkonnější alternativu.

Výhody domácího použití

Výhodou této kategorie samonasávacích čerpadel jsou kompaktní rozměry a zvýšená dopravní výška (5-7krát větší než u odstředivých zařízení). Proto je racionální je používat při obsluze vodního zdroje, který se nachází ve velké vzdálenosti od míst odběru vody, za předpokladu, že není potřeba velký výkon.

Vírová čerpadla Speroni KPM se vyrábějí ve dvou variantách, lišících se rozměry, hmotností, objemem pracovní komory a výkonem. Modifikace se používají k plnění membránových nádrží malého objemu a topných systémů (+)

Příkladem může být čerpání vody ze studny, jejíž výška zdvihu nepřesahuje 7-8 m, do takzvané „pracovní zóny“, kde se obvykle nacházejí zahradní výsadby, záhony, skleníky. S ohledem na nerovnoměrnost terénu a obcházení venkovských staveb je třeba počítat s potrubím až 100 m dlouhým, což znamená, že bude potřeba velká dopravní výška.

Kromě použití vírových modifikací v autonomních soukromých vodovodech se používají k hašení požárů, instalaci ventilace a v tepelných zařízeních.

Ejektor – zařízení pro hluboké zdroje

Samonasávací čerpadla s vestavěným ejektorem jsou určena pro otevřené přírodní vodní plochy, studny a vrty, jejichž hloubka odběru vody nepřesahuje 7 m nebo 8 m.

Obvykle se technické parametry této kategorie zařízení shrnují do následujících údajů:

• průtok – 4-5 m³/h;
• tlak – 4-6 bar;
• dopravní výška – 50-60 m.

Společně s hydroakumulátorem, tlakovým spínačem a sadou automatizace tvoří tyto modifikace účinně pracující čerpací stanice. Při určité vzdálenosti od budovy, kde jsou umístěna hlavní místa odběru vody, povrchové samonasávací zařízení nestačí, je zapotřebí další mechanismus.

Schéma instalace čerpadel vybavených externím ejektorem pro vrty o hloubce až 40-45 m s průměrem potrubí 2 a 4 palce (+)

Zvýšit sací výkon lze pomocí externího ejektoru, který zvládá zvedání vody z hloubky 35-40 m. Průmyslové modely ejektorů jsou schopny efektivně pracovat, pokud se hladina vody nachází v hloubce 19-20 m. Velká vzdálenost ke zdroji také není překážkou pro ejektorové zařízení.

Při použití externího ejektoru prudce klesá účinnost čerpací stanice – na 30–35 %, ale snižuje se hladina hluku typická pro vestavěné ejektory.

Závěry a užitečné video k tématu

Předložené videomateriály vám pomohou porozumět konstrukci a principu činnosti samonasávacího zařízení.

Video #1. Sestava čerpadla od společnosti «Asterion» (řada UP):

Video #2. Princip činnosti odstředivého samonasávacího čerpadla:

Video #3. Profesionální přehled čerpadel Aquario (řada AJC):

Odstředivá a vírová samonasávací čerpadla – nejvhodnější zařízení pro soukromé použití na venkovských pozemcích. S jejich pomocí můžete vytvořit systém zásobování vodou nebo zavlažování.

Ale pamatujte, že maximální účinnosti lze dosáhnout pouze pečlivou analýzou podmínek používání čerpací stanice a prostudováním technických parametrů vybraného modelu.

Čekáme na vaše vyprávění o osobní zkušenosti s odčerpáváním vody samonasávacím čerpadlem. Komentáře prosím zanechávejte v bloku níže. Zde můžete také klást otázky k zajímavým momentům a sdílet užitečné informace.