Nagynyomású vízszivattyú: működési elv, típusok, kiválasztási és üzemeltetési szabályok

A külvárosi települések lakói, amelyek területei nem csatlakoznak a központi vízellátó vezetékekhez, a vízellátás kérdését autonóm rendszerek kiépítésével oldják meg. A kitűzött feladat megvalósításában a nagynyomású vízszivattyú kulcsszerepet játszik. Fő feladata a rendszerben a nyomás stabilizálása.

Elmondjuk, milyen választékot kínál a piac vízszivattyúkból, és milyen szempontok alapján válassza ki a berendezést. Megismertetjük a szegmens vezető gyártóival. Nálunk megtudhatja a technika szerkezeti sajátosságait, amelyek a típusokra osztás alapját képezik.

Az információ szemléletesebbé tétele érdekében a szöveget hasznos ábrákkal, fényképválogatásokkal és videó-útmutatókkal egészítettük ki.

Az egységek rendeltetése és típusai

Függetlenül attól, hogy honnan történik a vízvételezés – a legközelebbi víztározóból, egy speciálisan kialakított kútból, vagy aknából –, a telekre történő automatikus vízellátás egy hagyományos szivattyúval is megvalósítható.

De a háztartási gépek normál működéséhez a rendszerben lévő víznyomásnak legalább 2,5 atmoszférának kell lennie, és nem haladhatja meg a 6 atmoszférát. Ezt a paramétert pedig csak egy állandó nyomást fenntartó rendszer kialakításával lehet elérni. Erre a célra különféle nagynyomású vízszivattyúkat használnak.

Mikor van szükség nagynyomású szivattyúra?

A víznyomás növelésére és fenntartására szolgáló készüléket autonóm rendszerben akkor alkalmazzák, ha a nyomás olyan alacsony, hogy a háztartási gépek működtetéséhez szükséges vízhasználat nem lehetséges.

A szivattyú telepítése megengedett, de nem különösebben ajánlott a nyomásparaméterek stabilizálására egy lakáskörben, ha a lakók valódi vízhiányt tapasztalnak.

Ez a típusú vízszivattyú az egyedileg kiépített vízvezetékben a nyomás növelésére hivatott, ha a vízemelő szivattyú teljesítménye nem elegendő a normál nyomás biztosításához.

A készülék használata akkor releváns, ha a rendszer nyomása nem haladja meg az 1 – 1,5 atmoszférát. A méretében kicsi készülék felszerelhető mind a fővezetékre, mind egy adott háztartási egység kimenetére. Például a vízmelegítőhöz vagy mosógéphez vizet szállító csőhöz csatlakoztatva.

Az első esetben egy nagy teljesítményű, jó üzemi jellemzőkkel rendelkező készüléket kell vásárolnia, a második esetben beérheti egy kisméretű, kis teljesítményű automata szivattyú telepítésével.

A berendezés működése a következő módokon történhet:

• Kézi vezérlés – a készülék folyamatos működését feltételezi, függetlenül attól, hogy éppen történik-e vízellátás, de feltéve, hogy a készülék kikapcsolása kényszerűen manuálisan történik. Alkalmazzák a padlófűtés kiépítésénél, ahol a fűtési körök nyomásának a kívánt szinten tartása folyamatosan szükséges.
• Automata üzemmód – a készülék bekapcsolását az automatikus rendszer végzi, például a csap kinyitásakor. A működést egy speciális áramlásérzékelő szabályozza: a csap elzárásának pillanatában a szivattyú működése leáll.

A szabályozórendszer fő funkciója, hogy bekapcsolja a berendezést nyomáscsökkenéskor, és kikapcsolja, amikor eléri a beállított paramétert. Hiszen a nyomás csökkenése a vezetékben, valamint a túlzott növekedése tönkreteszi a csőkötéseket és károsan hat a háztartási gépek működésére.

Alternatív nyomásnövelő intézkedések

A nyomás növelésére szolgáló szivattyú telepítése azonban teljesen haszontalan lesz abban az esetben, ha a forrás kis hozamú. Nem segít az sem, ha a rendszert időnként elzárják. Az optimális megoldás ilyen helyzetben egy önfelszívó szivattyúállomás alkalmazása.

A szivattyúállomás az azonos nevű szivattyúkategórián alapul, amelyek befecskendezőkkel vagy anélkül vannak felszerelve. Ezen kívül kiegészül egy hidroakkumulátorral, amely a víz tárolására szolgál. Külsőre egy hagyományos tartályhoz hasonlít, csak belül egy gumimembrán van levegővel. A víznyomás-kapcsoló irányítja a berendezések és eszközök összességét.

Az állomás üzemeltetése során, a folyamatos vízellátás időszakában a szivattyú megtölti a tárolótartályt vízzel, ahonnan azt később felhasználják.

A szívószivattyús állomás felszerelése akkor is hatékony, ha a ház alagsorában a nyomás normális, a felette lévő szinteken viszont egyáltalán nincs.

Az összegyűjtött vizet később felhasználhatja, függetlenül attól, hogy van-e víz a rendszerben, ami különösen fontos gyakori vízkimaradások esetén. Az ilyen berendezések jelentős hátránya a hidroakkumulátor miatti terjedelmes felépítés és a működés közbeni zajosság.

A hidroakkumulátor helyett használhat egy egyszerű tárolóedényt, amelyben a víz felhalmozódik a normál nyomású vízellátás időszakában. Felszerelheti egy magas állványra vagy a ház tetejére, és vízkimaradások esetén a készletet használhatja.

A nyomáshiány problémájának egyik megoldása egy tárolóedény felszerelése. Ezt a lehető legmagasabb ponton helyezik el, leggyakrabban a szigetelt padláson.

A nagynyomású szivattyúk típusai és működése

Mielőtt úgy dönt, hogy felszerel egy nyomásfokozó szivattyút, fel kell mérnie a csővezeték állapotát. Nem kizárt, hogy a nyomáshiány az eltömődött csövek miatt van. Ha a nehéz helyzetből csak egy készülék felszerelésével lehet kilábalni, akkor érdemes részletesebben megismerkedni azok technikai sajátosságaival.

A nagynyomású szivattyúk működési elve a munkaszerv kialakításától és a szerkezet típusától függetlenül azonos. A készülék a munkacsoport működése során vákuumteret hoz létre az üregben, amelynek köszönhetően a víz beszívása megtörténik.

A vákuumtér létrehozása révén a víz „beszívódik” a forrásból a kamrába, majd nagy nyomás hatására átnyomódik a kivezető csőcsonkon keresztül.

A piacon kaphatók univerzális típusú modellek, amelyek bármilyen hőmérsékletű vízhez alkalmasak, valamint olyanok, amelyek csak hideg vagy csak meleg környezetben használhatók.

A működő motor hűtési módjától függően az egységek két típusúak: száraz rotoros és nedves rotoros.

Száraz rotoros egységek

A száraz rotoros változatokat nehéz összetéveszteni a nedves rotoros társaikkal. Aszimmetrikus formájuk van, egyértelmű túlsúllyal a készülék erőrésze felé. Ennek oka, hogy a motorja lapátos hűtőberendezéssel van felszerelve, mivel működés közben nem érintkezik vízzel.

Az aszimmetrikus forma és a tengely motor felé történő eltolódása miatt a “száraz” modellek konzolos szerelvényekkel vannak felszerelve a falra történő kiegészítő rögzítéshez.

A száraz rotorral felszerelt szivattyúberendezések magas teljesítményükről híresek, és nagy területek vízellátásának szükségessége esetén veszik igénybe.

Annak köszönhetően, hogy az ilyen modellekben a motor a hidraulikus résztől a tengely végén lévő tömítéssel van elválasztva, sokkal tovább tartanak, mint a “nedves” típusúak. Igaz, a tömítés, akárcsak a gördülőcsapágy, hajlamos kopásra, és időszakos cserét igényel.

Emiatt a száraz rotorral felszerelt egységek gyakoribb karbantartást és a súrlódó alkatrészek rendszeres kenését igénylik. További hátrány – a “száraz” készülékek zajosak, ezért a telepítés helyét alaposan meg kell fontolni.

Nedves rotoros készülékek

Az átfolyó egységek hűtését a szivattyúzott víz biztosítja. A berendezés rotorja vízi környezetbe kerül, és vízálló elválasztóval van elkülönítve az állórésztől.

A nedves rotoros egységeket alacsony zajszint jellemzi. Keringető szivattyúk nedves rotorral fűtési rendszerek kialakítására szolgálnak, de gyakran használják vízellátó rendszerekben lakóterek fűtésénél.

Az ilyen típusú eszközök moduláris felépítésűek, ami lehetővé teszi az egyes alkatrészek könnyű szétszerelését, ha egy elem cseréje szükséges.

A szerelés során használt siklócsapágyak nem igényelnek további karbantartást. Azonban a “nedves” szivattyúk rövidebb élettartamúak, és a létrehozott nyomás tekintetében alulmaradnak a “száraz” egységekkel szemben. A beépítési irányra korlátozások vonatkoznak – csak vízszintesen lehetséges.

Az ilyen típusú szivattyúk jelentős hátránya a szennyezett vízzel való munkavégzés során mutatott érzékenység, melynek idegen anyagai képesek a készüléket tönkretenni.

Osztályozás a vákuumkamra létrehozásának módja szerint

Az ilyen típusú berendezések működési mechanizmusa a kiszorítási reakción alapul. A szivattyúzási folyamat a munkakamra méretének változása hatására történik. A keletkező vákuum nagysága közvetlenül függ a munkakamra tömítettségének fokától.

A vákuum mértéke szabályozható. Ennek köszönhetően a rendszer egyes pontjain a nyomás nőhet, vagy éppen ellenkezőleg, csökkenhet.

A vákuumszivattyúk a legtöbb konfigurációban hengeres alakúak, amelyek belsejében egy járókerékkel ellátott tengely vagy impeller található.

A tengely a mechanizmus vezető munkaszerszáma. A lapátokkal felszerelt járókerék forgó mozgásokat végez. A körben mozgó lapátok hatására a munkakamrában lévő folyadék befogása történik. A forgás során centrifugális erő keletkezik. Ez pedig a folyadékgyűrű kialakulásához vezet. A gyűrű belsejében kialakuló üres tér maga a vákuum.

Attól függően, hogy milyen módszerekkel hozzák létre a vákuumkamrát, a nagynyomású vízszivattyúk lehetnek centrifugális, vibrációs és örvényes típusúak.

Centrifugális típusú eszközök

A centrifugális szivattyúk a leggyakoribb szivattyúberendezések, amelyek képesek magas nyomást biztosítani a rendszerben. A vizet a spirál alakú házban elhelyezett forgó kerék forgása révén szivattyúzzák. A járókerék két összekapcsolt tárcsából áll, amelyek között a beáramló folyadék áramlási irányával ellentétes irányban rögzített lapátok vannak.

A centrifugális állomások hidroakkumulátorokkal vannak felszerelve, amelyek víztartalékot biztosítanak hiány és nyomásingadozás esetén, valamint automatikus vezérlőberendezésekkel.

A forgás során centrifugális erő keletkezik, amely a vízáramok kiszorítását idézi elő a kamra közepéből, és a távolabbi részekre tereli őket. Ennek köszönhetően a forgó járókerék közepén a nyomás csökken, és a víz elkezd beáramlani a ház belsejébe.

A centrifugális készülékek többsége hidroakkumulátorral van ellátva. A nyomócsövekhez különböző átmérőjű csatlakozókkal kapcsolódnak.

Ha a szivattyúállomás hidroakkumulátorának térfogata nem elegendő, akkor használható olyan egységként, amely vizet szállít a tárolótartályba.

A centrifugális típusú berendezések képesek folyamatos vízellátást biztosítani nagy nyomás mellett. Az egyetlen üzemeltetési feltétel, hogy az egység indításakor a házat vízzel kell feltölteni. A centrifugális változatnak vannak korlátai: 8 méternél nagyobb mélységből nem képesek vizet szivattyúzni, de több szivattyúból és tárolóból álló nyomásnövelő rendszer kiegészítőjeként teljes mértékben alkalmasak.

Vibrációs elektromágneses szivattyúk

A vibrációs szivattyúk működési elve azon alapul, hogy a mágnes a váltóáram hatására felváltva magához vonzza, majd elengedi a horgony-dugattyú tandemot. A polaritásváltás hatására a horgony váltakozó mozgásokat végez. Egy másodperc alatt a horgony helyzete több tucatszor is változhat.

Mivel a vibrációs típusú elektromágneses berendezésekben nincsenek forgó alkatrészek, ezeket tartják a legmegbízhatóbbnak és legtartósabbnak.

A vibrációs rezgések hatására a víz először a munkakamrába szívódik, majd a szelepen keresztül a nyomócsőbe nyomódik. A vibrációs egység működhet centrifugális társával együtt, vagy vízkészletet nyomhat egy tárolótartályba.

Örvénylő szivattyúmodellek

Az ilyen egységek házának üregében egy lapos tárcsa található, amely sugárirányban rögzített lapátokkal van ellátva. A kerék forgása a perifériás lapátokkal vákuumot hoz létre.

A tárcsa forgása hatására a folyadék a ház speciálisan kialakított üregébe kerül, majd a kamrán áthaladva kinyomódik.

Az örvényberendezések nagy szívóerejükről híresek. Nem zavarják őket a vízben lévő légbuborékok. Azonban érzékenyek a folyadékban lévő lebegő részecskékre, ezért alkalmazásuk korlátozott. Mivel az örvényberendezések gyorsan tönkremennek szennyezett víz szivattyúzásakor, homokos kutak és kutak építésekor nem ajánlott használni őket.

Vezető gyártók és népszerű modellek

A legnépszerűbb, bevált globális márkák közül kiemelendő:

• «Grundfos» – a dán cég a kisméretű, cirkulációs rendszerű szivattyúkra összpontosít.
• «CatPumps» – az e márka alatt gyártott berendezések sajátossága a mechanizmusok alacsony pulzációja a maximálisan magas nyomás mellett.
• «Wilo» – a német konszern kis méretű, beépített hidroakkumulátorokkal felszerelt szivattyúállomások gyártására specializálódott.
• «Sprut» – e márka nyomásfokozó szivattyúinak sajátossága a víz tisztaságára és hőmérsékletére vonatkozó követelmény.

A fent felsorolt gyártók termékeiket bevált technológiával állítják elő, amely garantálja a szivattyúberendezések megbízhatóságát. Túlterhelés-, ciklikusság- és „szárazon futás” elleni védelemmel rendelkeznek.

A kis teljesítményű szivattyúmodellek ártartománya 30-50 egység között mozog. A nagyobb teljesítményű, automatikával felszerelt készülékek 70-100 egység körül vásárolhatók meg. A szivattyúállomások ára 80-150 egység között van.

A kompakt és könnyű súlyú egységek kényelmesen használhatók egyéni vízellátás kiépítésénél, valamint lakásban történő üzemeltetésnél is.

A közepes árkategóriájú modellek közül jól beváltak:

• «Sprut 15WBX-8» – egyetlen konstrukció száraz rotorral, teljesítménye 480 l/óra 90 W fogyasztás mellett. Könnyű, kis méretű készüléket közvetlenül a csőre helyeznek.
• «Euroaqua 15WB-10» – az örvényáramú elektromos berendezés könnyedén megbirkózik a folyadékkal, amely levegőt vagy gázt is tartalmaz.
• «Cristal 15GRS-10» – a modell híres alacsony energiaigényéről és magas hatásfokáról, valamint arról, hogy a vízáramot 65 fokig képes felmelegíteni.

Nem érdemes spórolni és kínai hamisítványokat vásárolni. A szakemberek nem vállalják a javításukat. A tisztességtelen gyártók úgy szerelik össze őket, hogy egyetlen elem meghibásodása azonnal a teljes egység cseréjének szükségességéhez vezessen.

A berendezés kiválasztásának sajátosságai

A nyomás biztosítására szolgáló szivattyú kiválasztásakor érdemes számos paramétert figyelembe venni.

Az egység teljesítményének meghatározása

Ez a paraméter a szivattyúra háruló feladattól és a szükséges vízhozamtól függ. A teljes vízhozam kiszámításakor figyelembe veszik a háztartási és gazdasági igényeket, az összes működő fogyasztási pont maximális vízhozamának összesített mutatói alapján, egy időegységre vetítve.

A készülék teljesítménye és nyomása közötti arány meghatározásában segít az a grafikon, amelyet a legtöbb gyártó mellékel a szivattyúk használati útmutatójához.

A közepes árkategóriájú szivattyúk teljesítménye elegendő ahhoz, hogy a nyomást legalább 1-1,5 atmoszférával növelje. Ha ez nem elég, a rendszert nyomásfokozó szivattyúkkal vagy a nyomást stabilizáló reduktorokkal egészítik ki.

A nyomás növelésének költségkímélő megoldása – egy reduktor felszerelése a rendszer házba vagy lakásba való belépési pontján. A készülék automatikusan stabilizálja a nyomást a körben.

A berendezés kiválasztásakor azt is figyelembe kell venni, hogy a szivattyú teljesítménye ne haladja meg a fúrt kút vagy az ásott kút teljesítményét. Ellenkező esetben a forrás gyors kiürülése és késedelmes feltöltődése esetén a berendezés egyszerűen „szárazon” működik. Ez pedig a meghibásodásához vezethet.

A készülék ajánlott nyomása

Ez a paraméter azt a méterben kifejezett magasságot adja meg, ameddig a berendezés képes a vizet felemelni. A szükséges nyomás meghatározásakor figyelembe kell venni a vízszintes szállítási távolságot és a szabványos nyomásveszteségeket a csővezetéken történő szállítás során.

Ha ezt a paramétert egyszerűsített képlettel számítjuk, akkor az értékét a vízszintes vezeték teljes hosszának tizedrészével vesszük egyenlőnek. Például a zöld növények öntözésére szolgáló szivattyúhoz csatlakoztatott tömlő hosszának tizede.

Például egy 10 méter mély kút kialakításakor, amely a víznyerőtől 12 méterre lévő házba szállít vizet, feltéve, hogy a kút a talajtól 4 méter magasra van bevezetve, a berendezés nyomását az értékek összegzésével számítják ki: 10+4+(12:10)=15,2 méter.

A pontosabb számítások érdekében azonban figyelembe kell venni a csővezeték átmérőjét és a víz csöveken való felemelésekor, valamint a kanyarokon és szerelvényeken való áthaladáskor fellépő nyomásveszteséget is. Hiszen elégtelen nyomás esetén a kimeneti nyomás alacsony lesz. Emiatt a vízvételi rendszerek kialakításánál olyan szivattyúkat választanak, amelyek képesek a rendszerben 2–6 bar nyomást fenntartani.

Háztartási célokra nem érdemes magasabb paraméterekkel rendelkező berendezéseket választani, mivel a megnövekedett terhelés hatására a csővezeték és a szaniter berendezések gyors elhasználódását idézhetik elő.

A berendezés kiválasztásakor érdemes figyelembe venni még:

• az üzemi hőmérséklet-tartományt;
• a működés során keletkező zajszintet.

A kínálatban elektromos modellek és folyékony tüzelőanyaggal működő berendezések is megtalálhatók. Az előbbiek csak elektromos hálózatról működnek. Lehetnek két- és háromfázisúak. Az utóbbiak belső égésű motorral vannak felszerelve. Üzemanyagként gázolajat vagy benzint használnak.

Az automatikus rendszer megléte jelentősen megnöveli a berendezés költségét. De a magas szintű elektromos védelemmel rendelkező automatizált mechanizmusok magas ára teljes mértékben megtérül, mivel az ilyen típusú eszközök finomabban reagálnak a helyzet változásaira és kevesebb áramot fogyasztanak.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Videó-áttekintés a nyomásnövelő szivattyúról:

A rendszer kialakításának egy változata víznyomás-növelő berendezés használatával:

A szivattyúberendezések széles választékban kaphatók a piacon. De a szakemberek azt javasolják, hogy márkaboltokban vásárolja meg őket. Ott segítenek kiválasztani az optimális változatot az objektum műszaki adottságai alapján, és garanciális szervizt biztosítanak, ami különösen fontos drága berendezések vásárlásakor.

Szeretné elmesélni, hogyan választotta ki a nagynyomású szivattyút, vagy hogy hogyan alkalmazza ezt a berendezést a gyakorlatban? Kérjük, írja meg az alábbi hozzászólás-mezőben. Itt kérdéseket is feltehet, vagy érdekes tényekről is beszámolhat.