Насосы поверхностные для канализации

Насосы поверхностные для канализации: конструкция, применение, критерии выбора и монтаж

Поверхностные канализационные насосы представляют собой специализированное оборудование, предназначенное для перекачки бытовых и хозяйственно-бытовых сточных вод, содержащих твердые включения. В отличие от погружных аналогов, силовой агрегат (электродвигатель) данных установок располагается выше уровня перекачиваемой жидкости, вне канализационной емкости, колодца или резервуара. Это определяет ключевые особенности их конструкции, монтажа и эксплуатации. Основная сфера применения – системы локальной канализации (септики, накопительные и перекачивающие станции), дренаж подвальных помещений, отвод условно чистых производственных стоков.

Принцип действия и конструктивные особенности

Поверхностный канализационный насос является, как правило, самовсасывающим агрегатом. Принцип его работы основан на создании разрежения во всасывающем трубопроводе, что позволяет поднять жидкость с определенной глубины (геометрической высотой всасывания), после чего она направляется в напорный патрубок. Конструктивно насос состоит из следующих основных узлов:

• Электродвигатель. Асинхронный, с воздушным охлаждением, обычно в моноблочном исполнении с насосной частью. Класс защиты – не ниже IP54 (защита от брызг и пыли), для уличного размещения рекомендуется IP55/IP65.
• Насосная часть (гидравлика). Изготавливается из чугуна, нержавеющей стали или технополимеров. Оснащена рабочим колесом, специально спроектированным для перекачки загрязненных сред. Чаще всего это одноканальное или вихревое колесо, способное пропускать твердые частицы.
• Всасывающий и напорный патрубки. Имеют фланцевое или резьбовое соединение стандарта DIN/ГОСТ для подключения трубопроводов.
• Встроенный обратный клапан. Критически важный элемент, предотвращающий обратный ток жидкости и потерю залива при остановке насоса. Располагается на всасывающем патрубке.
• Заправочная горловина. Для первоначальной заливки насоса (заполнения корпуса жидкостью) перед пуском.
• Кожух или рама. Может быть простой монтажной плитой или звуко- и теплоизолирующим кожухом (в случае насосных установок).

Ключевые технические параметры и характеристики

Выбор насоса осуществляется на основе анализа следующих параметров:

• Пропускная способность по твердым включениям. Определяет максимальный диаметр сферических частиц, которые насос может транспортировать без заклинивания. Для бытовых канализационных насосов типичный диапазон – от 10 до 50 мм.
• Производительность (Q). Измеряется в м³/ч или л/мин. Зависит от гидравлического сопротивления системы.
• Напор (H). Измеряется в метрах водяного столба (м). Показывает, на какую высоту насос способен поднять жидкость или преодолеть гидравлическое сопротивление горизонтального трубопровода. Суммарный требуемый напор рассчитывается как H = H_геом + H_пот + H_св, где H_геом – перепад высот между уровнем жидкости и точкой сброса, H_пот – потери напора в трубопроводе, H_св – свободный напор на выходе.
• Мощность электродвигателя. Измеряется в кВт. Указывает на энергопотребление и потенциальную производительность агрегата.
• Максимальная глубина всасывания. Для самовсасывающих поверхностных насосов теоретический предел составляет около 8-9 метров (при атмосферном давлении 1 бар). Практически, с учетом потерь, рекомендуемая глубина не превышает 7-8 метров.
• Материалы исполнения. Определяют коррозионную стойкость и долговечность в агрессивной среде канализационных стоков.

Сравнение с погружными канализационными насосами

Критерий	Поверхностный насос	Погружной насос
Размещение	Вне резервуара, в сухом, проветриваемом месте (кессоне, помещении).	Полностью погружен в перекачиваемую среду.
Доступность для обслуживания	Высокая. Все узлы доступны без демонтажа из емкости.	Требуется подъем и демонтаж из колодца/резервуара.
Охлаждение двигателя	Воздушное. Зависит от температуры окружающей среды.	Жидкостное (перекачиваемой средой). Более эффективное.
Уровень шума	Выше, требуется шумоизоляция при установке в жилой зоне.	Низкий, звук заглушается жидкостью и толщиной грунта.
Максимальная глубина откачки	Ограничена высотой всасывания (до ~7-8 м).	Ограничена только мощностью двигателя и прочностью корпуса (десятки метров).
Защита от замерзания	Требуется обязательное утепление или размещение в отапливаемом помещении.	Расположен ниже уровня промерзания, риск замерзания минимален.
Стоимость	Как правило, ниже при сопоставимых параметрах.	Выше из-за требований к полной герметичности и коррозионной стойкости.

Комплектация насосных установок и системы автоматизации

Для полноценной работы поверхностный насос редко используется самостоятельно. Он является основным элементом канализационной насосной установки (КНУ). Стандартная комплектация КНУ включает:

• Рабочий поверхностный насос (один или несколько).
• Всасывающий трубопровод с обратным клапаном и фильтром-сеткой (защита от крупных включений).
• Напорный трубопровод с запорной арматурой.
• Мембранный напорный бак (гидроаккумулятор) для уменьшения количества пусков/остановок.
• Шкаф управления с системой автоматики на базе реле давления, поплавковых выключателей или частотного преобразователя.
• Система защиты от «сухого хода» (по датчику давления или потока).

Автоматизация обеспечивает работу по уровню в приемном резервуаре (септике). При достижении верхнего уровня поплавковый выключатель дает команду на пуск насоса; при опускании до нижнего уровня – на остановку.

Требования к монтажу и эксплуатации

Правильный монтаж определяет надежность и срок службы оборудования. Ключевые требования:

• Размещение. Насос должен быть установлен на ровном, жестком фундаменте в сухом, вентилируемом помещении или утепленном кессоне с температурой не ниже +5°C.
• Трубопроводы. Диаметр всасывающей трубы не должен быть меньше диаметра патрубка насоса. Магистраль должна быть абсолютно герметичной для предотвращения подсоса воздуха. Обязателен уклон в сторону насоса.
• Электрическое подключение. Выполняется через УЗО и автоматический выключатель, соответствующий току двигателя. Заземление обязательно.
• Эксплуатация. Запрещен пуск без предварительной заливки («на сухую»). Необходимо регулярно проверять чистоту фильтра-сетки на всасывающем трубопроводе, состояние обратного клапана, контролировать отсутствие вибрации и посторонних шумов.

Области применения и ограничения

Применение:

• Локальные канализационные системы частных домов, коттеджей, небольших коммерческих объектов.
• Перекачка осветленных стоков из септиков в дренажные поля или фильтрационные колодцы.
• Откачка дренажных вод из приямков подвалов, гаражей.
• Полив из накопительных резервуаров условно чистой водой.

Ограничения:

• Не предназначены для перекачки химически агрессивных жидкостей (кислот, щелочей) без специального исполнения.
• Не рекомендуется использовать для длительной откачки фекальных масс с высоким содержанием длинноволокнистых включений (без дополнительного измельчителя).
• Эффективность резко падает при отрицательных температурах, требуется защита от замерзания.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какой максимальный размер твердых частиц может пропустить поверхностный канализационный насос?

Для стандартных моделей, предназначенных для бытового использования, максимальный размер составляет от 5 до 50 мм в диаметре. Точное значение указано в техническом паспорте изделия. Для частиц большего размера требуется установка дополнительного измельчителя или выбор насоса со встроенным режущим механизмом.

Можно ли использовать поверхностный насос для откачки выгребной ямы?

Да, но с существенными оговорками. Поверхностный насос подходит для откачки осветленных жидкостей из септиков или для откачки верхних слоев выгребной ямы. Для густых илистых отложений и вязких сред он малоэффективен, так как глубина всасывания ограничена, и высок риск быстрого засорения. Для полной откачки выгребных ям предпочтительнее использовать специализированную ассенизационную технику или погружные фекальные насосы с большим проходным каналом.

Как рассчитать требуемый напор насоса для системы канализации?

Требуемый напор рассчитывается по формуле: H = H_геом + H_пот + H_св, где H_геом – вертикальное расстояние от минимального уровня воды в приемном колодце до наивысшей точки сброса (в метрах); H_пот – потери напора на трение в трубопроводе (зависят от длины, диаметра, материала труб и расхода; определяются по таблицам гидравлического расчета); H_св – свободный напор на выходе (обычно принимается 2-5 м). К полученному значению рекомендуется добавить запас 10-15%.

Почему насос теряет производительность или перестает всасывать воду?

Основные причины:

• Подсос воздуха: Разгерметизация соединений на всасывающем трубопроводе, износ уплотнений.
• Забитый обратный клапан или фильтр-сетка: Препятствуют поступлению жидкости.
• Износ рабочего колеса или уплотнительных колец: Снижение гидравлических характеристик.
• Падение напряжения в сети: Двигатель не развивает номинальных оборотов.
• Высота всасывания превышает паспортные возможности насоса.

Требуется ли обслуживание поверхностного канализационного насоса?

Да, регулярное техническое обслуживание обязательно. Оно включает:

• Визуальный контроль целостности корпуса, патрубков, кабеля.
• Проверка и очистка всасывающего фильтра-сетки.
• Контроль герметичности всех соединений.
• Проверка работы обратного клапана.
• Контроль уровня масла в подшипниковых узлах (для моделей с масляной смазкой).
• Тестовый пуск для контроля параметров (напор, производительность, шум).

Что такое «сухой ход» и как от него защититься?

«Сухой ход» – это работа насоса без перекачиваемой жидкости, которая выполняет роль смазки и охладителя. Даже кратковременная работа в таком режиме приводит к перегреву, деформации рабочих колес, разрушению уплотнений и выходу насоса из строя. Защита реализуется с помощью:

• Поплавковых выключателей, отключающих насос при падении уровня ниже критического.
• Реле давления, размыкающего цепь при падении давления на входе ниже установленного порога.
• Электронных датчиков потока или уровня.

Использование одной из этих систем защиты является обязательным условием надежной эксплуатации.