Вихревые и центробежные насосы: что выбрать для водоснабжения?

Когда речь заходит о водоснабжении частного дома или дачи, перед покупателем неизбежно встаёт вопрос: какой насос купить? В магазинах и на строительных рынках продавцы бодро предлагают «центробежные» и «вихревые» модели, но что за этими терминами стоит и чем они принципиально отличаются?

Давайте попробуем разобраться.

Устройство и принцип работы вихревых и центробежных насосов

Центробежный насос

Принцип работы центробежного насоса основан на использовании центробежной силы, которая возникает при вращении рабочего колеса с лопастями внутри корпуса. Этот тип насосов преобразует механическую энергию вращения в гидравлическую энергию давления и потока жидкости. 

Представьте, что вы размешиваете сахар в чашке чая. Ложка движется по кругу, и жидкость устремляется от центра к краям. Это примерно то, что происходит внутри центробежного насоса.

Представьте, что вы размешиваете сахар в чашке чая. Ложка движется по кругу, и жидкость устремляется от центра к краям. Это примерно то, что происходит внутри центробежного насоса.

В центробежном насосе рабочее колесо с лопастями вращается внутри улиткообразного корпуса. Жидкость, попадая на лопасти, отбрасывается центробежной силой к стенкам камеры, создавая давление. Затем вода собирается в выходной канал и поступает в трубопровод . Чем быстрее вращается колесо и чем больше его диаметр — тем выше напор.

Вихревой насос

Вихревой насос устроен иначе. Его рабочее колесо — это плоский диск с короткими радиальными лопастями по периферии. Колесо вращается в кольцевой камере с очень маленьким зазором. Жидкость закручивается в вихревом потоке, и каждая частица воды многократно попадает в межлопастное пространство, получая дополнительную энергию .

Проще говоря, вихревые и центробежные насосы отличаются по принципу подачи воды: центробежный насос «разгоняет» поток, отбрасывая его от центра к краям, а вихревой насос «закручивает» жидкость в кольцевом канале, многократно передавая ей энергию.

Главное отличие: напор против расхода

Из-за различий в принципе работы возникает ключевое различие между данными типами насосов, определяющее всё остальное: вихревой насос создаёт в 3–7 раз больший напор при тех же размерах и той же частоте вращения, что и центробежный. Но плата за это — существенно меньшая производительность.

Что это значит на практике? Вихревой насос способен поднять воду на значительную высоту, но подаёт её небольшими порциями. Центробежный — наоборот: качает много, но не так высоко.

Вот наглядный пример из инженерных расчётов. Для задачи подачи 10 кубометров воды в час с напором 50 метров центробежный насос с КПД 65% потребует мощности 2,11 кВт, а вихревой с КПД 35% — уже 3,92 кВт. За год работы разница в счетах за электричество может составить существенную сумму.

КПД: где кроется подвох

Низкий КПД вихревых насосов — их главная слабость. Если центробежные модели могут похвастаться эффективностью до 90% , то вихревые редко превышают 45%, а чаще работают в диапазоне 25–48% .

Почему так? Вихревой процесс сопровождается большими потерями энергии на трение — жидкость буквально «трётся» о стенки камеры, создавая вихри. Это как пытаться разогнать машину с включённым ручником: едет, но топливо горит впустую.

Самовсасывание: важное преимущество

Одно из ощутимых достоинств вихревых насосов — способность к самовсасыванию. Они могут забирать воду с глубины до 8 метров без предварительного заполнения всасывающего трубопровода. Это особенно удобно, когда насос стоит на поверхности, а воду нужно тянуть из колодца или резервуара.

Центробежные насосы обычно требуют заливки перед запуском. Правда, существуют самовсасывающие центробежные модели, но они более сложной конструкции и поэтому дороже.

Чувствительность к загрязнениям

В этом пункте центробежные насосы выигрывают с большим отрывом. Вихревые крайне чувствительны к абразивным частицам — песок, ил, мелкие камешки буквально стачивают торцевые стенки и радиальные зазоры. Из-за этого падает давление, развиваемое насосом КПД снижается, насос быстро выходит из строя.

Центробежные насосы более «терпеливы», они справляются со слабо загрязнённой водой, но всё равно использование насосов в таких условиях нежелательно, и поэтому необходима обязательная установка фильтра на линии всасывания перед насосом.

Так что же выбрать?

Ответ зависит от конкретной задачи, для решения которой Вы приобретаете насос. Вот краткая шпаргалка:

Выбирайте центробежный насос, если:

• Нужна высокая производительность (много воды)

• Вода может содержать небольшое количество примесей и абразива

• Важна энергоэффективность и низкие счета за электричество

• Насос будет работать длительное время без выключения

Выбирайте вихревой насос, если:

• Не требуется высокий расход жидкости

• Требуется самовсасывание

• Система предполагает частые включения и выключения

• Важны компактные размеры агрегата

Наше мнение

Для решения большинства задач мы бы рекомендовали центробежные насосы. Они выигрывает в экономичности, надёжности и терпимости к условиям эксплуатации. Вихревые насосы — это инструмент для специфических задач: подача небольшого количества жидкости на огромное расстояние малыми порциями.