Vodena crpka visokog tlaka: princip rada, vrste, pravila odabira i rukovanja

Stanovnici prigradskih naselja, čija područja nisu spojena na središnje vodoopskrbne vodove, pitanje opskrbe vodom rješavaju izgradnjom autonomnih sustava. U provedbi tog zadatka vodena crpka visokog tlaka ima ključnu ulogu. Njezin glavni zadatak je stabilizirati tlak u sustavu.

Mi ćemo vam reći kakav asortiman vodenih crpki nudi tržište i po kojim kriterijima odabrati opremu. Upoznat ćemo vas s vodećim proizvođačima u segmentu. Kod nas ćete saznati o konstrukcijskim značajkama uređaja koji su u osnovi podjele na vrste.

Radi boljeg razumijevanja informacija, tekst smo dopunili korisnim shemama, izborima fotografija i video vodičima.

Namjena i vrste agregata

Bez obzira na to odakle se vrši zahvat vode – iz najbližeg vodotoka, posebno izgrađenog bunara, zdenca – automatska opskrba vodom na parceli može se obaviti pomoću obične crpke.

Ali za normalan rad kućanskih uređaja tlak vode u sustavu mora iznositi najmanje 2,5 atmosfere i pritom ne premašivati 6 atmosfera. A ovaj se parametar može postići samo izgradnjom sustava za održavanje stalnog tlaka. U tu svrhu koriste se razne vrste crpki visokog tlaka za vodu.

Kada je potrebna crpka visokog tlaka?

Uređaj za povećanje i održavanje tlaka vode u autonomnom sustavu primjenjuje se kada je tlak toliko nizak da korištenje vode za rad kućanskih aparata nije moguće.

Ugradnja crpke je dopuštena, ali nije osobito preporučena za stabilizaciju parametara tlaka u stambenom krugu, ako stanari osjećaju stvarni nedostatak vode.

Ova vrsta vodenih crpki namijenjena je povećanju tlaka u individualno uređenom vodovodu, ako za osiguranje normalnog tlaka snaga vododizalne crpke nije dovoljna.

Korištenje uređaja bit će aktualno ako tlak u sustavu iznosi ne više od 1 – 1,5 atmosfera. Mali uređaj po veličini može se instalirati kako na zajednički cjevovod, tako i na izlaz prema pojedinom kućanskom aparatu. Na primjer, spajanjem na cijev koja dovodi vodu na bojler ili perilicu rublja.

U prvom slučaju morat će se nabaviti snažan uređaj s dobrim radnim karakteristikama, u drugom se može proći s ugradnjom male automatske crpke male snage.

Funkcioniranje agregata može se ostvarivati putem:

• Ručnog upravljanja – podrazumijeva neprekidan rad uređaja bez obzira na to provodi li se u tom trenutku opskrba vodom, ali pod uvjetom da se isključivanje uređaja obavlja prisilno ručno. Primjenjuje se pri uređenju «toplih podova», gdje je održavanje tlaka u krugovima grijanja na potrebnoj razini potrebno stalno.
• Automatskog načina – uključivanje uređaja obavlja sustav automatike, na primjer, pri otvaranju slavine. Rad regulira poseban senzor protoka: u trenutku zatvaranja slavine funkcioniranje crpke prestaje.

Osnovna funkcija sustava za regulaciju je uključivati agregat pri smanjenju tlaka i isključivati ga kada dosegne zadani parametar. Naime, smanjenje tlaka u magistrali i njegovo pretjerano povećanje uništava cijevne spojeve i štetno utječe na rad kućanskih aparata.

Alternativne mjere povećanja tlaka

Međutim, ugradnja crpke namijenjene poticanju tlaka bit će potpuno beskorisna u slučaju da izvor ima mali protok. Neće pomoći ni ako sustav s vremena na vrijeme zatvaraju. Optimalno rješenje u takvoj situaciji bit će primjena samousisne crpne stanice.

Crpna stanica se oprema na temelju istoimene kategorije crpki, opremljenih injektorima ili bez njih. Osim toga dopunjuje se hidroakumulatorom, namijenjenim za zalihu vode. On je izvana sličan običnom spremniku, samo je unutra postavljena gumena membrana sa zrakom. Upravlja skupom opreme i uređaja relej tlaka vode.

U procesu rada stanice tijekom neprekidne opskrbe vodom crpka puni akumulacijski spremnik vodom, odakle se ona potom troši.

Ugradnja samousisne crpne stanice učinkovita je i u slučaju kada je u podrumskom katu kuće tlak normalan, a na katovima iznad njega ga uopće nema.

Akumuliranu vodu kasnije se može trošiti neovisno o tome je li voda prisutna u sustavu, što je posebno važno kod čestih prekida u opskrbi. Značajan nedostatak takvih uređaja je glomaznost konstrukcije zbog prisutnosti hidrospremnika i bučnost opreme tijekom rada.

Umjesto hidrospremnika može se koristiti običan spremnik za skladištenje u kojem će se akumulirati voda u razdoblju opskrbe s normalnim tlakom. Može se postaviti na visoki nadvožnjak ili na krov kuće, a tijekom prekida koristiti pričuvu.

Jedna od mogućnosti rješavanja problema nedostatka tlaka – ugradnja spremnika za skladištenje. Postavlja se na najvišoj mogućoj točki, najčešće na izoliranom tavanu.

Vrste i djelovanje crpki visokog tlaka

Prije odluke o ugradnji poticajnog crpnog uređaja treba procijeniti stanje cjevovoda. Nije isključeno da manjak tlaka nastaje zbog začepljenih cijevi talogom. Ako se iz teške situacije može izaći samo ugradnjom uređaja, tada se s njihovim tehničkim specifikacijama treba detaljnije upoznati.

Princip rada pumpi visokog tlaka, neovisno o varijanti radnog elementa i tipu konstrukcije, isti je. Uređaj tijekom rada radnog sklopa stvara vakuumski prostor unutar šupljine, zahvaljujući kojem se usisava voda.

Zahvaljujući stvaranju vakuumskog prostora, voda se «uvlači» iz izvora u komoru, a zatim se pod djelovanjem visokog tlaka potiskuje kroz izlaznu cijev.

U prodaji su dostupni modeli univerzalnog tipa, prikladni za vodu bilo koje temperature, i oni koji se mogu primjenjivati samo u hladnom ili samo u vrućem okruženju.

Ovisno o načinu hlađenja radnog motora, agregati su dva tipa: sa suhim i s mokrim rotorom.

Agregati sa suhim rotorom

Modifikacije sa suhim rotorom teško je zamijeniti s mokrim inačicama. Imaju asimetričan oblik s očitim prevladavanjem prema pogonskom dijelu uređaja. Naime, njegov motor opremljen je krilnim uređajem za hlađenje, jer se tijekom rada ne ispire vodom.

Zbog asimetričnog oblika i pomaka osi prema motoru, “suhi” modeli opremljeni su konzolnim napravama za dodatno učvršćenje na zidu.

Prebacivački uređaji opremljeni suhim rotorom poznati su po visokoj razini učinkovitosti i koriste se kod potrebe vodoopskrbe velikih površina.

Zbog toga što je motor u takvim modelima odvojen od hidrauličkog dijela brtvom na kraju osovine, traju znatno dulje od "mokrih". Istina, brtva se, kao i kotrljajući ležaj, troši i treba je povremeno zamijeniti.

Zbog toga uređaji sa suhim rotorom zahtijevaju češće održavanje i redovito podmazivanje dijelova koji se trljaju. Još jedan nedostatak – "suhi" uređaji stvaraju buku, pa mjesto njihove instalacije treba pažljivo osmisliti.

Uređaji s mokrim rotorom

Protočni uređaji hlade se pomoću vode koja se pumpa. Pritom je rotor uređaja smješten u vodeno okruženje i izoliran vodootpornom pregradom od statora.

Uređaji s mokrim rotorom odlikuju se niskom razinom buke koju proizvode. Cirkulacijske pumpe s mokrim rotorom namijenjene su za uređenje sustava grijanja, ali se često koriste i za sustave vodoopskrbe pri grijanju stambenih prostora.

Uređaji ovog tipa imaju modularnu konstrukciju, zahvaljujući čemu se lako rastavljaju na sastavne dijelove kada je potrebno zamijeniti pojedini element.

Klizni ležajevi koji se koriste u sklopu konstrukcije ne zahtijevaju dodatno održavanje. Međutim, "mokre" pumpe kraće traju i gube od "suhih" uređaja u pogledu tlaka koji stvaraju. Postoje ograničenja u pogledu smjera montaže – moguće je samo vodoravno.

Značajan nedostatak pumpi ovog tipa je osjetljivost pri radu s prljavom vodom, čije strane primjese mogu oštetiti uređaj.

Podjela prema načinu stvaranja vakuumske komore

Mehanizam rada uređaja ovog tipa temelji se na reakciji istiskivanja. Proces usisavanja odvija se pod djelovanjem promjene veličine radne komore. Veličina nastalog vakuuma izravno ovisi o stupnju nepropusnosti radne komore.

Veličina vakuuma može se podešavati. Zahvaljujući tome, tlak na pojedinim mjestima sustava može se povećati ili, naprotiv, smanjiti.

Vakuumske pumpe u većini konfiguracija imaju oblik cilindra, unutar kojeg je ugrađena osovina opremljena radnim kolom ili impeler.

Osovina je vodeći radni alat mehanizma. Radno kolo opremljeno lopaticama izvodi rotacijske pokrete. Pod djelovanjem lopatica koje se kreću u krug, zahvaća se tekućina koja se nalazi u radnoj komori. Tijekom vrtnje stvara se centrifugalna sila. Ona dovodi do stvaranja tekućinskog prstena. Neispunjeni prostor koji nastaje unutar prstena predstavlja vakuum.

Ovisno o metodama kojima se stvara vakuumska komora, visokotlačne pumpe za vodu mogu biti centrifugalne, vibracijske i vrtložne.

Uređaji centrifugalnog tipa

Centrifugalne crpke – najraširenija vrsta crpnih uređaja sposobnih osigurati visoki tlak u sustavu. One prenose vodu okretanjem radnog kola pričvršćenog unutar spiralnog kućišta. Radno kolo sastoji se od dva spojena diska između kojih su učvršćene lopatice u smjeru suprotnom od toka tekućine koja pristiže.

Centrifugalne stanice opremljene su hidrobacima koji osiguravaju zalihu vode u slučaju nestašice i padova tlaka, te uređajima za automatsko upravljanje

Tijekom okretanja stvara se centrifugalna sila koja potiče istiskivanje vodenih tokova iz središta komore, odbacujući ih prema udaljenim dijelovima. Zbog toga se razina tlaka u središtu rotirajućeg radnog kola smanjuje, a voda počinje ulaziti u unutrašnjost kućišta.

Centrifugalni uređaji u većini izvedbi opskrbljeni su hidroakumulatorima. S tlačnim cjevovodima spajaju se pomoću priključaka različitih promjera.

Ako je volumen hidrobaka crpne stanice nedovoljan, može se koristiti kao agregat koji opskrbljuje vodom akumulacijski spremnik

Oprema centrifugalnog tipa sposobna je osigurati neprekidnu opskrbu vodom pri visokom tlaku. Jedini uvjet rada – prilikom pokretanja agregata potrebno je napuniti kućište vodom. Centrifugalna varijanta ima ograničenja: ne mogu crpiti vodu s dubine veće od 8 m, ali kao dodatak u sustavu povećanja tlaka s više pumpi i spremnika sasvim su prikladni.

Vibracijske elektromagnetske crpke

Načelo rada vibracijskih crpki temelji se na sposobnosti magneta da zahvaljujući izmjeničnoj struji naizmjenično privlači i otpušta tandem armatura-klip. Promjenom polariteta armatura izvodi naizmjenične pokrete. Tijekom jedne sekunde položaj armature može se promijeniti nekoliko desetaka puta.

Zahvaljujući odsutnosti rotirajućih dijelova u elektromagnetskim uređajima vibracijskog tipa, smatraju se najpouzdanijima i najtrajnijima.

Kao rezultat vibracijskih oscilacija, voda se najprije usisava u radnu komoru, a zatim se kroz ventil potiskuje u tlačnu cijev. Vibracijska jedinica može raditi u paru s centrifugalnom crpkom ili potiskivati zalihu vode u spremnik.

Vrtložni modeli crpki

U šupljini kućišta takvih jedinica nalazi se ravni disk opremljen radijalno fiksiranim lopaticama. Okretanje kotača s perifernim lopaticama stvara vakuum.

Pod djelovanjem okretanja diska, tekućina ulazi u posebno uređenu šupljinu kućišta, a zatim, prolazeći kroz komoru, biva potisnuta van.

Vrtložni uređaji poznati su po visokoj usisnoj snazi. Ne boje se prisutnosti mjehurića zraka u vodi. No osjetljivi su na prisutnost suspendiranih čestica u tekućini i zbog toga imaju ograničeno područje primjene. Budući da se vrtložni uređaji brzo kvare prilikom crpljenja prljave vode, ne preporučuje se njihova uporaba pri uređenju pješčanih bušotina i zdenaca.

Vodeći proizvođači i popularni modeli

Među provjerenim svjetskim brendovima koji su najpopularniji, valja istaknuti:

• «Grundfos» – danska tvrtka usmjerena je na crpke s cirkulacijskim sustavom rada, koje se odlikuju malim volumenima.
• «CatPums» – posebnost opreme proizvedene pod ovim brendom je niska pulsacija mehanizama pri maksimalno visokom tlaku.
• «Wilo» – njemački koncern specijaliziran je za proizvodnju malih crpnih stanica opremljenih ugrađenim hidroakumulatorima.
• «Sprut» – posebnost crpki za povećanje tlaka ovog brenda je zahtjev za čistoćom i temperaturom vode.

Gore navedeni proizvođači svoje proizvode izrađuju po provjerenoj tehnologiji koja jamči pouzdanost crpne opreme. Posjeduju zaštitu od preopterećenja, cikliranja i «suhog hoda».

Cjenovni raspon modela crpki male snage varira između 30-50 u.e. Produktivniji modeli, opremljeni sustavom automatike, mogu se nabaviti u području 70-100 u.e. Crpne stanice koštaju u rasponu 80-150 u.e.

Kompaktne i male težine jedinice prikladno je koristiti kako za uređenje individualnog vodoopskrbe, tako i za korištenje u stanu.

Među modelima srednjeg cjenovnog segmenta dobro su se pokazali:

• «Sprut 15WBX-8» – jednokonstrukcija sa suhim rotorom ima kapacitet 480 l/h pri potrošnji od 90 W. Mali i lagan uređaj postavlja se izravno na cijev.
• «Euroaqua 15WB-10» – vrtložni električni agregat lako se nosi s tekućinom koja sadrži zrak ili plin.
• «Cristal 15GRS-10» – model se ističe malom potrošnjom energije i visokom učinkovitošću, a odlikuje se sposobnošću zagrijavanja vodenog toka do 65 stupnjeva.

Ne isplati se štedjeti i kupovati kineske krivotvorine. Majstori ih ne popravljaju. Nepošteni proizvođači ih sastavljaju tako da kvar pojedinog elementa odmah dovodi do potrebe za potpunom zamjenom agregata.

Značajke odabira opreme

Pri odabiru crpke za osiguranje tlaka treba se usmjeriti na niz parametara.

Određivanje učinka agregata

Ovaj parametar ovisi o zadatku dodijeljenom crpki i potrebnoj potrošnji vode. Pri izračunu ukupne potrošnje vode uzimaju se u obzir kućanske i osobne potrebe, s obzirom na ukupne pokazatelje maksimalne potrošnje vode svih funkcionalnih točaka potrošnje u jedinici vremena.

Grafikon odnosa kapaciteta i tlaka uređaja pomoći će grafikon koji većina proizvođača prilaže u uputama za crpke

Kapacitet crpki srednjeg cjenovnog segmenta dovoljan je za podizanje tlaka za najmanje 1-1,5 atmosfera. Ako to nije dovoljno, sustav se nadopunjuje crpkama za povećanje tlaka ili reduktorima koji stabiliziraju tlak.

Proračunska opcija za povećanje tlaka – ugradnja reduktora na mjestu ulaza sustava u kuću ili stan. Uređaj automatski stabilizira tlak u krugu.

Pri odabiru agregata treba uzeti u obzir i to da kapacitet crpnog uređaja ne prelazi kapacitet bunara ili zdenca. U protivnom, pri brzom pražnjenju izvora i njegovom nepravodobnom punjenju, oprema će jednostavno raditi "na suho". A to može dovesti do njezina kvara.

Preporučeni tlak uređaja

Ovaj parametar postavlja vrijednost visine u metrima do koje agregat može podići vodu. Pri određivanju potrebnog tlaka treba uzeti u obzir horizontalnu udaljenost isporuke vode i standardne gubitke tlaka tijekom transporta kroz cjevovod.

Ako se ovaj parametar izračunava po pojednostavljenoj formuli, njegova se vrijednost uzima kao desetina ukupne duljine horizontalnog voda. Na primjer, desetine duljine crijeva spojenog na crpku za zalijevanje zelenih nasada.

Na primjer, pri uređenju bunara dubine 10 metara za opskrbu vodom kuće koja se nalazi 12 metara od vodozahvata, uz uvjet dovođenja vode na visinu od 4 metra od tla, tlak agregata izračunava se zbrajanjem vrijednosti: 10+4+(12:10)=15,2 metra.

Ali kako bi se dobili točniji izračuni, treba uzeti u obzir i promjer cjevovoda i gubitke tlaka pri podizanju vode kroz cijevi, kao i pri prolasku kroz zavoje i čvorove. Naime, pri nedovoljnom tlaku, tlak na izlazu bit će nizak. Zbog toga se pri uređenju vodozahvatnih sustava biraju crpke koje mogu održavati tlak u sustavu u rasponu od 2-6 bara.

Ne isplati se za kućne potrebe birati agregate s višim pokazateljima, jer stvarajući povećana opterećenja, mogu izazvati brzo trošenje cjevovoda i sanitarnih uređaja.

Pri odabiru opreme također treba uzeti u obzir:

• raspon radnih temperatura;
• razinu buke koja se stvara tijekom rada.

U prodaji su dostupni električni modeli i agregati na tekuće gorivo. Prvi se napajaju samo iz električne mreže. Mogu biti dvo- i trofazni. Drugi su opremljeni motorom s unutarnjim izgaranjem. Kao gorivo koriste dizel ili benzin.

Prisutnost sustava automatike znatno poskupljuje opremu. No visoka cijena automatiziranih mehanizama s visokom razinom električne zaštite u potpunosti se isplati, jer uređaji ove vrste suptilnije reagiraju na promjene situacije i troše manje električne energije.

Zaključci i koristan video na temu

Video pregled crpke za povećanje tlaka:

Mogućnost uređenja sustava pomoću uređaja za povećanje tlaka vode.

Asortiman crpne opreme na tržištu je širok. Ali stručnjaci preporučuju kupnju u specijaliziranim trgovinama. Tamo će vam pomoći odabrati optimalnu varijantu ovisno o tehničkim uvjetima objekta i pružiti jamstveni servis, što je posebno važno pri kupnji skupe opreme.

Želite li ispričati kako ste birali crpku visokog tlaka ili o primjeni ove vrste opreme u praksi? Pišite, molimo, u blok komentara ispod. Ovdje također možete postaviti pitanja ili podijeliti zanimljive činjenice.