Водяной насос без питания своими руками

Водяной насос своими руками: как сделать самодельную помпу для воды

Насос для воды – это устройство, без которого практически невозможно обойтись, проживая в частном доме или возделывая дачный участок. В тех случаях, когда приобрести серийную модель такого устройства не представляется возможным, можно сделать водяной насос своими руками, затратив на это минимум финансовых средств. Самодельный водяной насос изготавливается из материалов и деталей, большая часть которых найдется в любой домашней мастерской или в гараже, по одной из конструктивных схем, предложенных ниже. Применяя такое устройство с низкой себестоимостью, можно решать многие бытовые и хозяйственные задачи.

Водяной насос ручного типа

Самодельный насос для перелива воды

Простейший мини-насос для перелива или перекачки воды можно собрать буквально за 10 минут. При этом вы не только не потратите на изготовление этого приспособления деньги, но и решите такую важную задачу, как утилизация бытовых отходов. Данный водяной насос, по сути, представляющий собой обратный клапан, к которому подсоединена трубка с отводом, окажется особенно полезным в тех случаях, когда приходится часто набирать воду из большой емкости в ведра.

Итак, чтобы изготовить простейшую помпу для воды своими руками, потребуются следующие расходные материалы:

• несколько отрезанных от пластиковых бутылок горлышек с накрученными на них пробками;
• отрезок шланга требуемой длины;
• трубка, которая будет выполнять функцию штока.

Для перекачки воды этим способом можно использовать подходящий обратный клапан

Изготавливается самодельный водяной насос из вышеперечисленных материалов по следующему алгоритму.

1. Из пробки пластиковой бутылки необходимо извлечь тонкую прокладку и обрезать по кругу, уменьшив ее диаметр примерно на 2 мм и оставив нетронутым сегмент шириной 3 мм.
2. В центре самой пробки сверлят отверстие диаметром 8–10 мм, через которое в трубку-шток будет поступать перекачиваемая вода.
3. Прокладку вставляют в пробку, в которую вкручивается отрезанное от бутылки горлышко. Таким образом, вкрученное в пробку горлышко прижмет только нетронутый сегмент прокладки, оставив подвижной всю остальную ее часть.
4. К полученному в результате клапану, который будет работать как ниппель, подсоединяют трубку-шток.
5. Чтобы увеличить поверхность захвата воды, на шток с клапаном надевают «юбку», также изготовленную из бутылки, обрезанной на нужную длину.
6. Завершают изготовление мини водяного насоса своими руками подсоединением отрезка шланга к обратной стороне штока-трубки.

Чтобы привести водяной насос в действие, необходимо погрузить его заборную часть в емкость с водой и, держась за шток, сделать им несколько возвратно-поступательных движений. В результате жидкая среда из емкости начнет поступать в шланг самотеком, если есть перепад уровней. Чтобы остановить процесс перелива воды из емкости, необходимо поднять конец шланга выше уровня нахождения клапана или просто извлечь такой клапан из водной среды.

Изготовление самодельной помпы простейшей конструкции

Как сделать помпу более удобной конструкции? Можно изготовить такое устройство из обычных пластиковых труб. Для этого потребуются следующие расходные материалы:

• 1 метр пластиковой канализационной трубы диаметром 50 мм;
• два обратных клапана на ½”;
• пластиковая канализационная труба диаметром 24 мм;
• кусок резины;
• пары «болт – гайка» с шайбами (Ø 6–8 мм);
• отводы, заглушки и уплотнительные манжеты;
• сгоны, хомуты, фитинговые зажимы и другие сантехнические детали.

Предлагаемая конструкция (справа на рисунке) основана на схеме классической ручной помпы (слева)

Самодельная помпа предложенной конструкции может быть изготовлена по двум конструктивным схемам: со сливом воды через ручку и с боковым сливом.

Устройство со сливом через ручку

Водяная помпа со сливом через ручку – наиболее простой вариант из двух предложенных выше. Вода будет подниматься по штоку поршня, выполненному из пластиковой трубы, и затем изливаться из верхней части устройства.

Для изготовления гильзы водяной помпы необходимо сделать следующее.

1. Сначала надо подготовить основу гильзы, отрезав от трубы диаметром 50 мм кусок длиной 650 мм.
2. На нижний конец гильзы устанавливают лепестковый клапан, который делают в такой последовательности: в пластиковой заглушке сверлят несколько отверстий (8–10) диаметром 3–4 мм; из резины толщиной 3–4 мм вырезают круг диаметром 50 мм, который крепят в центре заглушки при помощи заклепки или болта.
3. Заглушку с готовым лепестковым клапаном устанавливают на нижний конец гильзы и фиксируют при помощи саморезов, вкручиваемых в стенки трубы-гильзы. Место соединения гильзы и заглушки необходимо уплотнить герметиком.

Поршень самодельной водяной помпы можно изготовить по следующей краткой инструкции.

• На отрезок трубы длиной 70–80 см и Ø 24 мм, который будет выполнять функцию штока поршня, устанавливают обратный клапан. Последний должен пропускать воду в направлении трубы-штока. Для установки клапана конец трубы нагревают, затем вставляют в него штуцер клапана. Полученное соединение дополнительно укрепляют червячным хомутом.
• Для изготовления самого поршня можно использовать носовую часть отработанной тубы от герметика объемом 350 мл. Чтобы будущий поршень принял форму и размеры внутреннего сечения трубы-гильзы, его нагревают и помещают внутрь такой трубы, дав ему в ней полностью остыть. После того как поршень будет готов, его подрезают и фиксируют на обратном клапане, используя муфту с наружной резьбой и накидную гайку.
• Завершающими этапами изготовления такого насосного устройства являются его установка в гильзу, фиксация на гильзе верхней заглушки с предварительно выполненным отверстием под шток, установка на верхний конец штока сгона 90°.

Таким образом, водяная мини-помпа своими руками изготавливается достаточно легко. Она надежна, но не совсем удобна в использовании, так как точка излива воды постоянно перемещается.

Устройство с боковым сливом

Задаваясь вопросом о том, как сделать насос эргономичным, можно рассмотреть модель с боковым сливом. Для изготовления такого водяного насоса достаточно выполнить доработку вышеописанной конструкции.

• На верхнюю часть трубы-гильзы устанавливается тройник 35°.
• В полом штоке поршня делаются отверстия, которые не должны нарушать его жесткости.

После таких доработок вода из штока будет попадать во внутреннюю часть гильзы, подниматься поршнем до уровня сливного отверстия и выливаться через него.

Насос из металлической трубы

Изготовление спирального гидравлического насоса

Для дачи или частного дома, в непосредственной близости от которых протекает река, можно изготовить своими руками водяной насос, внешне очень похожий на карусель (с принципом его работы можно познакомиться по видео в интернете). Основой конструкции такого насоса является колесо с лопастями, приводимое во вращение движущимся речным потоком. В качестве насосного узла в этом устройстве выступает спираль, изготовленная из пластиковой трубы диаметром 50–75 мм и зафиксированная на колесе с лопастями при помощи хомутов.

Спиральный гидравлический насос

Патрубок трубной спирали, расположенный на наружном контуре такой конструкции, оснащается заборным ковшом, который изготавливается из трубы большего диметра – 150 мм. Внутренний патрубок спиральной конструкции подсоединяется к трубному редуктору, который располагается на уровне оси колеса с лопастями и надежно фиксируется на неподвижном основании.

Трубный редуктор – ключевой узел спирального насоса

Максимальная высота, на которую сможет поднимать перекачиваемую жидкую среду такой самодельный насос для воды, будет зависеть от расстояния, преодолеваемого заборным ковшом данного устройства под водой. Принцип действия рассматриваемого водяного насоса основан на том, что в момент погружения заборного ковша в воду в спиральном трубопроводе образуется закрытая система, состоящая из участков жидкой среды и воздушных полостей, в результате чего перекачиваемая жидкая среда перемещается к центру спирали и попадает в трубный редуктор.

Стоимость такой насосной установки, для изготовления которой потребуются определенные знания и навыки, будет зависеть от того, во сколько вам обойдутся расходные материалы и технические устройства, используемые в его конструкции.

С помощью такого оригинального насосного оборудования можно организовать полноценный полив дачного или приусадебного участка в летний период, не применяя для этих целей электронасос. Это позволит сэкономить электроэнергию.

Создание эрлифта

Откачка воды из резервуаров и подземных источников может быть организована и без помощи типового насосного оборудования. Для этого понадобится оригинальное устройство, которое называется эрлифт. Чтобы изготовить такой простой, но достаточно эффективный насос для воды своими руками, потребуются две трубы разного диаметра, по одной из которой будет подаваться сжатый воздух, а по второй – откачиваться вода, и обычный воздушный компрессор.

Принцип действия эрлифтного насоса

Принцип действия эрлифта, который был изобретен еще 200 лет назад, заключается в следующем. Если поместить в толщу воды две трубки, по одной из которых будет подаваться сжатый воздух, это приведет к образованию смеси из жидкости и пузырьков. Такая смесь, обладая меньшей плотностью, чем вода, начнет подниматься вверх по второй трубке.

Чтобы посмотреть, как работает такой водяной насос, можно провести несложный опыт, поместив в бутылку с водой две трубки, одна из которых подсоединена к аквариумному компрессору, работающему от маломощного моторчика. При включении компрессора из второй трубки начнет выливаться вода. КПД такого водяного насоса, как правило, не превышающий 70 %, напрямую зависит от нескольких параметров – расхода воздуха, глубины погружения и суммарной высоты, на которую необходимо поднимать перекачиваемую воду.

Какие еще типы насосных устройств можно сделать своими руками

Многие домашние мастера задумываются над тем, как сделать водяной насос своими руками, преимущественно потому, что стоимость серийных моделей довольно высокая. Между тем многие из таких устройств не отличаются сложностью конструкции. Воспроизвести ее самостоятельно, используя подручные материалы, вполне возможно. Так, своими руками можно изготовить мембранный насос (или диафрагменный), причем это может быть оборудование как с ручным, так и с электрическим приводом. Заводской в таком водяном насосе может быть только мембрана, все остальное можно изготовить из подручных материалов и конструктивных элементов старой техники.

Центробежный насос своими руками тоже можно сделать, используя крыльчатку от серийного оборудования, любой подходящий приводной двигатель и корпус, изготовленный самостоятельно. При этом сделанные своими руками насосы, получив опыт изготовления подобных устройств, всегда можно доработать.

Сегодня у всех, кто думает над тем, как делать насос для воды, имеется прекрасная возможность – свободный доступ к информационным материалам, а также к пошаговым видеоурокам. Это позволяет не совершать ошибок и без лишних трудозатрат изготовить оборудование, удовлетворяющее пользователя по стоимости, а также по техническим и эксплуатационным параметрам.

Варианты сборки самодельного насоса в домашних условиях

На дачном участке или в частном доме часто возникает необходимость перекачивать жидкость в накопительные емкости из различных источников: открытые водоемы, колодцы, скважины и т.д. Для этих целей применяется довольно дорогостоящее насосное оборудование, как электрическое, так и механическое. Если данного оборудования нет в наличии, то возникает вопрос: как сделать насос своими руками с минимальными материальными затратами? Эта задача может быть решена различными способами.

Простейший насос из пластиковых бутылок

Простую помпу для перекачки жидкости буквально за несколько минут можно изготовить из пластиковой бутылки.

Процесс изготовления простейшего насоса выглядит следующим образом.

1. В пробке от бутылки следует сделать отверстие, соответствующее диаметру шланга.
   
2. В боковой части бутылки также проделывается отверстие. Через него будет выкачиваться воздух и вытекать вода.
   
3. Далее, необходимо вставить шланг в пробку и герметично закрепить его, использовав клеевой пистолет.
   
4. Накрутите пробку со шлангом на бутылку.
   

Опустите свободный конец шланга в емкость с водой.

Левой рукой выдавите воздух из бутылки, после чего закройте отверстие на ней пальцем правой руки.

Данный самодельный насос можно усовершенствовать, если в боковой части бутылки не делать отверстие, а вставить шланг в дно бутылки.

Только после выдавливания воздуха из нее для подсоса жидкости потребуется перекрыть (согнуть) выпускной шланг.

Волновой насос

Данная конструкция работает за счет энергии волн и способна перекачивать воду из ближайшего водоема.

Основная рабочая часть насоса – это полый цилиндр в виде гармошки. Сокращаясь и растягиваясь, гармошка меняет свой внутренний объем. Один конец гофрированной трубы подсоединяется к бревну, находящемуся в воде, а другой – к держателю на свае, которая вбивается в дно. С обеих сторон гармошка имеет клапаны, установленные во втулки. При набеге волн бревно начинает подниматься и опускаться, тем самым передавая колебательные движения на гофру, сжимая и разжимая ее. Если в нее залить воду, то клапаны начнут работать, и насос станет качать воду.

Если используется гофрированная труба диаметром 50-60 мм, то бревно должно быть массой 60-80 кг. Чтобы бревно не сломало подъемник при возникновении высоких волн, к свае следует прикрепить ограничитель. Через него пропускается болт и закрепляется в бревне. Головка болта должна находиться под накладной пластиной, благодаря чему бревно будет свободно вращаться в разных направлениях и не сломает сваю при возникновении нежелательного крутящего момента.

Важно! Если возникают проблемы с поиском гофрированной трубы, то существует конструкция волнового насоса, который работает без нее. Вместо гофры применяются резиновые кольцевые диафрагмы, последовательно соединенные в единый пакет.

Кольцевые диафрагмы стягиваются кольцами из металла по краям, внутри и снаружи. Внутренние кольца изготавливают и металла и проделывают в них отверстия. Между кольцами прикрепляется шнур, который будет ограничивать чрезмерное растяжение насоса. Также в верхней и нижней части насоса устанавливаются клапаны.

При движении бревна вверх, пакет из мембран растягивается, нижний клапан открывается, и насос начинает наполняться водой. Когда бревно опускается, пакет сжимается, нижний клапан закрывается, а верхний – открывается. Через него вода и выдавливается наружу.

Насос “печь”

Собрать насос, работающий на огненной тяге, можно с использованием металлической бочки на 200 литров.

Данная конструкция собирается следующим образом.

1. Постройте из кирпичей простую печку. При желании, ее можно снабдить колосниками.
2. В нижней части бочки необходимо закрепить выходной кран.
3. Через отверстие в крышке бочки залейте несколько литров воды. Кран при этом должен быть закрыт.
4. Далее, плотно закрепите в отверстии верхней крышки резиновый шланг. Очень важно, чтобы вокруг шланга не подсасывался воздух.
5. На другом конце шланга установите сетчатый фильтр.
6. Опустите шланг с фильтром в водоем.
7. Разожгите дрова под бочкой (кран должен быть закрытым). По мере нагревания бочки воздух, находящийся в ней, начнет расширяться и уходить по шлангу в водоем.
8. Когда воздух перестанет выходить из бочки, загасите костер. При остывании бочки в ней образуется вакуум, и вода начнет засасываться в нее из водоема.

Насос на солнечной тяге

Кроме энергии огня для перекачивания воды можно использовать энергию солнечных лучей.

Чтобы сделать насос на солнечной тяге, выполните следующие действия.

1. Найдите или сделайте самостоятельно решетку из трубок. Выход из решетки должен быть один.
2. Покрасьте решетку черной краской для лучшего поглощения солнечных лучей.
3. Герметично вставьте трубку, выходящую из решетки, в боковую часть какой-либо емкости, например, бидона.
4. На крышке бидона установите впускной и выпускной клапаны. В качестве клапанов можно установить ниппели от шин. Выпускной клапан должен иметь патрубок для подсоединения к нему шланга.
5. К трубке, идущей от решетки, находящейся внутри емкости, нужно присоединить резиновый баллон, который можно сделать из куска автомобильной камеры.
6. К выходному патрубку подсоедините шланг, соединенный через отвод с трубой, как показано на рисунке выше.
7. Погрузите шланг с подсоединенной трубой в водоем, колодец или скважину.
8. Труба, выходящая из скважины, направляется в накопительную емкость. При этом от трубы нужно сделать отвод и установить на его конце садовую лейку.

При нагревании решетки солнечными лучами воздух, находящийся в ней, расширяется и поступает в резиновый баллон. Он, в свою очередь, раздувается и выталкивает воздух из бидона в выходной шланг. Воздух, проходя по шлангу, достигает нижней точки и попадает в трубу. Поднимаясь по трубе, воздух увлекает за собой воду, находящуюся в ней. Одна часть жидкости поступает в накопительную емкость, а вторая – охлаждает решетку. После охлаждения решетки баллон сдувается, в бидоне создается разрежение, в результате чего открывается впускной клапан. В бидон поступает новая порция воздуха и цикл повторяется.

Скважинный поршневой насос

Ручной поршневой насос собирается из подручных средств в следующем порядке.

1. Корпус. Изготавливается из металлической трубы. Длину последней можно выбрать в пределах 60-80 см. Диаметр цилиндра должен быть не менее 80 мм. Чтобы обеспечить более легкое передвижение поршня по цилиндру, трубу рекомендуется проточить на токарном станке. Сбоку корпуса делается отверстие и устанавливается труба для отвода воды.
   
2. Кронштейны. Привариваются к корпусу насоса для установки на них рычага. Изготовить кронштейны можно из уголка.
3. Крышка. Крышка насоса изготавливается из листового пластика или металла. В ней проделывается отверстие для штока. Также нужно сделать нижнюю крышку, и установить на ней обратный клапан. К нижней крышке необходимо приварить или прикрутить патрубок, к которому будет крепиться водозаборная труба.
4. Поршень. Поршень можно сделать из металла, пластика или дерева. Он имеет форму пластины и состоит из двух частей: корпуса толщиной 20-30 мм и куска резины, которая перекрывает его. В корпусе поршня необходимо просверлить несколько отверстий диаметром 10 мм. Эти отверстия накрываются резиной, которая будет выполнять роль клапана. В центре резины проделывается отверстие для штока. К последнему крепится и сам поршень.
   
5. Нижний клапан. Впускной клапан можно изготовить из толстой резины или другого тяжелого материала. Клапан должен иметь конусообразную форму и перекрывать впускное отверстие. По центру клапана следует установить направляющую, позволяющую ему возвращаться на прежнее место после открывания. Ниже приведен чертеж, на котором показаны места установки клапанов.
   
6. Шток насоса. Можно изготовить из металлического прутка диаметром до 10 мм. Одним концом шток крепится к поршню, а другим – к рычагу.
7. Рычаг. Для изготовления рычага подойдет труба диаметром 3 см. Верхнюю часть трубы следует сплющить и просверлить в ней отверстие для болта, с помощью которого будет закреплен шток. В средней части трубы также сверлится отверстие. Оно нужно для закрепления рычага между двумя кронштейнами с использованием длинного болта.

Когда все детали будут готовы, остается лишь собрать насос:

• подсоедините к корпусу нижнюю крышку;
• вставьте в корпус нижний обратный клапан;
• вставьте поршень со штоком;
• закройте верхнюю крышку;
• установите рычаг;
• подсоедините к низу насоса водозаборную трубу и опустите ее в колодец или скважину;
• закрепите насос на платформе.

Ручная помпа

Водяной насос помпа — это очень простое и недорогое устройство, с помощью которого можно быстро перекачивать воду из колодца, бочки и т.д. Для сборки помпы потребуются следующие детали:

• труба Ø 50 мм из ПВХ – 1 шт.;
• труба Ø 24 мм из ППР – 1 шт.;
• муфта Ø 50 мм из ПВХ – 1 шт.;
• отвод Ø 24 мм из ППР – 1 шт.;
• кусок резины толщиной 3-4 мм и Ø 50 мм – 1 шт.;
• заглушка Ø 50 мм из ПВХ – 2 шт.;
• пустой баллон емкостью 330 мл (можно использовать баллон от силикона) – 1 шт.;
• обратный клапан диаметром 15 мм – 1 шт.;
• хомут стяжной – 1 шт.;
• гайка диаметром 15 мм – 1 шт.;
• заклепка или пара винт-гайка – 1 шт.

Изготовление обратного клапана

Обратный клапан делается из заглушки Ø 50 мм, в которой просверливается несколько отверстий диаметром 5-6 мм. В самом центре заглушки проделывается отверстие для заклепки или винта с гайкой. Внутрь заглушки необходимо вложить резиновый круг диаметром 50 мм.

Важно! Данный диск не должен тереться о стенки заглушки, но должен перекрывать просверленные в ней отверстия.

Резиновый диск крепится к центру заглушки с помощью заклепки или винта с гайкой.

Изготовление гильзы насоса

Длина гильзы выбирается с учетом глубины колодца или какой-либо емкости, чтобы она доставала до воды. Труба Ø 50 мм обрезается до нужных размеров, после чего в нее вставляется обратный клапан, изготовленный ранее. Его можно закрепить парой саморезов по бокам. На второй конец трубы одевается заглушка с предварительно просверленным отверстием Ø 24 мм для трубы из ППР.

Сборка поршня

Отрежьте носик от пустого баллона, после чего нагрейте его и вставьте в гильзу. Диаметр баллона должен соответствовать диаметру трубы ПВХ. Далее, насадите баллончик на обратный клапан. Отрежьте лишнюю часть баллона и закрепите его гайкой Ø 15 мм.

Изготовление штока для помпы

Шток должен быть длиннее гильзы приблизительно на 50 см. Один его конец разогревается и вставляется в обратный клапан. Стяните соединение хомутом, пока труба окончательно не остыла.

Сборка помпы

Вставьте шток в гильзу, после чего закрепите через муфту заглушку (выполняет роль опоры скольжения). Далее, на верхний конец штока крепится отвод Ø 24 мм из ППР.

Отвод будет служить в качестве опоры для руки.

Мембранный насос

Диафрагмальный насос изготавливают в домашних условиях из тормозной камеры от какого-либо грузовика, например, от МАЗ-200.

Изготавливается мембранный насос следующим образом.

1. Камера разбирается, и все отверстия на основании (1) заделываются. Отверстия для болтов заделывать не нужно.
2. В нижней части основания сверлятся отверстия для впускного и выпускного клапанов.
3. Мембрана (4) изготавливается из автомобильной камеры и закрепляется с помощью латунного штока с двумя латунными шайбами. Диафрагма приклеивается по периметру к корпусу и дополнительно прижимается болтами.
4. Насос собирается согласно чертежу, приведенному выше.

Электрический насос

Простой насос с электрическим двигателем на 12 вольт способен поднимать воду на высоту около 2 метров. Изготавливается электрическая помпа следующим образом.

• приобретите электромотор омывателя стекол от автомобиля ВАЗ;

• снимите крышку с омывателя и отпаяйте пару контактов от электромоторчика;

• далее, следует припаять к контактам двигателя провода и вывести их через крышку;
• нанесите герметик в место подсоединения крышки и плотно оденьте ее на двигатель;

• хорошо загерметизируйте отверстия, через которые выходят провода;
• удалите остатки герметика с корпуса и крышки насоса и оденьте на его патрубок, силиконовую трубку.

Насос готов к работе. Осталось подключить электрический водяной насос к источнику питания 12 В.

Как установить циркуляционный насос

В системы отопления с принудительной или естественной циркуляцией ставят циркуляционные насосы. Он нужны для повышения теплоотдачи и для возможности регулировки температуры в помещении. Установка циркуляционного насоса — задача не самая сложная, при наличии минимума навыков справиться можно самостоятельно, своими руками.

Что такое циркуляционный насос и для чего он нужен

Циркуляционный насос это такое устройств, которое изменяет скорость движения жидкой среды без изменения давления. В системах отопления ставится для более эффективного обогрева. В системах с принудительной циркуляцией он — обязательный элемент, в гравитационных — можно ставить, если требуется увеличить тепловую мощность. Установка циркуляционного насоса с несколькими скоростями дает возможность менять количество переносимого тепла в зависимости от температуры на улице, поддерживая таким образом стабильную температуру в помещении.

Циркуляционный насос с мокрым ротором в разрезе

Есть два типа подобных агрегатов — с сухим и мокрым ротором. Устройства с сухим ротором имеют высокий КПД (порядка 80%), но сильно шумят, требуют регулярного обслуживания. Агрегаты с мокрым ротором работают почти бесшумно, при нормальном качестве теплоносителя могут качать воду без отказов более 10 лет. Они имеют меньший КПД (порядка 50%), но их характеристик более чем достаточно для отопления любого частного дома.

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве. Остальное неважно.

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Обвязка

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Подключение к электропитанию

Работают циркуляционные насосы от сети 220 в. Подключение — стандартное, желательна отдельная линия электропитания с автоматом защиты. Для подключение требуются три провода — фаза, ноль и заземление.

Схема электрического подключения циркуляционного насоса

Само подключение к сети можно организовать при помощи трехконтактных розетки и вилки. Такой способ подключения используется, если насос идет с подключенным питающим проводом. Также можно подключить через клеммную колодку или напрямую кабелем к клеммам.

Клеммы располагаются под пластиковой крышкой. Ее снимаем, открутив несколько болтов, находим три разъема. Они обычно подписаны (нанесены пиктограммы N — нулевой провод, L — фаза, а «земля» имеет интернациональное обозначение), ошибиться трудно.

Куда подключать кабель электропитания

Так как от работоспособности циркуляционного насоса зависит вся система, имеет смысл сделать резервированное питание — поставить стабилизатор с подключенными аккумуляторами. При такой системе электропитания все будет работать и несколько суток, так как сам насос и автоматика котла «тянут» электричества по максимуму 250-300 Вт. Но при организации надо все просчитать и подобрать емкость аккумуляторов. Недостаток такой системы — необходимость следить за тем, чтобы аккумуляторы не разряжались.

Как подключить циркуляционник к электричеству через стабилизатор

Как выбрать поверхностный насос (2018)

Любая человеческая деятельность, так или иначе, связана с водой. Вода нужна для питья, для приготовления пищи, для отопления, для мытья, для смыва отходов, для полива и т.д.

И, конечно же, намного удобнее, если воду не нужно таскать ведрами, и она течет сама собой.

На вопрос «как этого добиться» ответит, пожалуй, каждый – «поставить насос».

А вот какой насос поставить, и какие у него должны быть характеристики?

На этот вопрос ответить уже не так просто – различия в условиях работы насосов привели к узкой специализации их типов и громадному их разнообразию. Режим работы насоса, чистота воды, требуемое давление, прокачиваемые объемы – все это оказывает прямое влияние на тип используемого насоса.

Неправильно подобранный насос не даст желаемого результата – и это в лучшем случае. В худшем случае он просто выйдет из строя, и вернуть за него деньги не получится – у любого насоса гарантия прекращается при несоответствии условий эксплуатации его параметрам. Поэтому перед покупкой насоса следует тщательно определиться с его назначением и требуемыми характеристиками. И, разумеется, надо понимать, какой параметр за что отвечает.

Погружной или поверхностный?

В некоторых случаях условия эксплуатации четко определяют тип насоса – так, циркуляционный насос бывает только поверхностным, а дренажные насосы практически все погружные.

А вот для забора воды из колодца или скважины уже можно использовать оба вида насосов. И, выбирая поверхностный насос для полива или водоснабжения, следует обратить внимание на его плюсы и минусы в сравнении с погружным.

– Насос всегда доступен, его проще обслуживать и проще заменить.

– Производительные (более 30 л/мин) поверхностные насосы дешевле погружных с аналогичными параметрами.

– Небольшая глубина забора – большинство моделей не могут забирать воду с глубины больше 9 м, а на глубинах 5-8 метров их производительность будет много ниже паспортной.

– Высокая шумность – без дополнительной шумоизоляции работу насоса будет слышно в любой точке дома, даже если он расположен в подвале.

– Если насос расположен вне дома, нельзя допускать его замерзания. Помещение, в котором он расположен в холодное время года, придется отапливать

– Малейший подсос воздуха на входе поверхностного насоса с центробежным механизмом приводит к значительному падению производительности.

Таким образом, поверхностный насос будет необходим для организации отопления; удачным решением будет использование его и для полива; для налаживания водоснабжения поверхностный насос имеет смысл использовать только с неглубокими колодцами. Во всех остальных случаях лучше выбирать среди погружных насосов.

Характеристики поверхностных насосов

Вид насоса определяет его область назначения.

– Насосные станции представляют собой комплект из поверхностного насоса, гидроаккумулятора и реле давления.

Поверхностная насосная станция позволяет максимально быстро и просто организовать водоснабжение с постоянным давлением в сети и разбором из нескольких точек.

– Садовые насосы применяются в основном для полива, хотя мощные садовые насосы вполне можно использовать в системе водоснабжения частного дома – если позволит глубина забора воды.

– Поверхностные фекальные насосы позволяют перекачивать бытовые сточные воды в тех случаях, когда невозможно организовать канализацию самотеком.

– Циркуляционный насос применяется для обеспечения циркуляции теплоносителя в системах отопления.

Применение циркуляционного насоса позволяет значительно снизить стоимость системы отопления за счет применения труб меньшего диаметра и упрощения их прокладки.

Механизм насоса

Увихревых и центробежных насосов двигатель вращает рабочее колесо с лопатками, помещенное в цилиндрический корпус.

Особенностями вихревых насосов являются расположения входного и выходного патрубков (по касательной к колесу) и малое (до 0,2 мм) расстояние между корпусом и лопатками. Во время вращения крыльчатки на входном патрубке создается разрежение, под действием которого жидкость попадает внутрь насоса, движется вместе с лопатками колеса по кругу и выбрасывается из выходного патрубка.

Вихревой насос создает на выходе большое давление при небольшом расходе, поэтому вихревые насосы часто применяются при организации систем водоснабжения частных домов: расход в таких системах невелик, а высокое давление позволяет создать хороший напор на втором и даже третьем этаже.

Основной недостаток этой конструкции – её требовательность к чистоте перекачиваемой жидкости: при наличии в воде песка колеса и стенки корпуса быстро изнашиваются, и производительность насоса падает в разы. Кроме того, КПД вихревых насосов ниже, чем у центробежных.

У центробежных насосов жидкость поступает в центр вращающегося колеса, разгоняется лопатками и выбрасывается через выходной патрубок под действием центробежной силы.

Центробежные насосы менее требовательны к чистоте воды, поэтому могут использоваться для забора воды из естественных водоемов. Центробежные насосы используются для полива и для организации водоснабжения, если вода в колодце или скважине недостаточно чистая.

Основной недостаток поверхностных центробежных насосов – повышенные требования к герметичности водозабора. Если входной патрубок будет подсасывать воздух, производительность насоса сильно упадет. Кроме того, перед включением поверхностного центробежного насоса, в его корпус обязательно следует залить воду через заливную горловину. Если этого не сделать, возможен выход насоса из строя.

Потребляемая мощность определяет основные характеристики насоса: его производительность, давление, высоту забора и т.д. Но выбирать насос только по этому параметру не стоит – два насоса с одинаковой мощностью могут сильно отличаться в производительности и создаваемом давлении.

Подбирать насос следует в соответствии с условиями эксплуатации, а мощностью пользоваться как индикатором «честности» производителя: если при схожих с другими моделями параметрах выбранная модель имеет заметно меньшую мощность, то к такой модели следует отнестись с подозрением – особенно, если она выпущена малоизвестным производителем.

Производительность определяет, какой объем воды насос способен прокачать за определенное время. Для разных типов насосов применяются различные способы расчета требуемой производительности, зависящие от множества параметров: глубины забора, дебета скважины, архитектуры и протяженности системы, количества точек разбора, диаметра труб и т.д. Для приблизительной же оценки требуемой производительности можно воспользоваться следующими величинами:

– Для водоснабжения требуемую производительность можно ориентировочно посчитать, умножив количество одновременно открытых кранов на 10 и добавив 20-30% запаса. Так, если допустить, что в доме могут быть одновременно открыты три крана, то производительность насоса должна быть не менее 3*10*1,2 = 36 л/мин.

– Для полива следует просуммировать расход одновременно работающих поливальных устройств и добавить запас 20-30%. Приблизительную оценку здесь давать сложно, потому что расход поливальных устройств может колебаться от единиц литров в минуту в небольших капельных системах до десятков литров в минуту в дождевателях.

Если очень грубо, то производительности до 20 литров в минуту хватит для одновременной работы одного-двух дождевателей, такой насос больше пригоден для ручного полива.

Для одновременной работы нескольких дождевателей, поливающих площадь 3-5 соток, потребуется производительность около 30 литров в минуту.

Для полива площади в 10 соток потребуется производительность в 60-80 литров в минуту.

Для полива больших площадей используются системы автоматического полива, включающие дождеватели по очереди, что снижает требуемую производительность насоса.

Здесь следует отметить, что указываемая в характеристиках насоса производительность дается для нулевой высоты подъема и нулевой высоты забора. И для полива, и для водоснабжения, чем с большей глубины забирается вода и чем на большую глубину она поднимается, тем производительность насоса ниже. В руководстве по эксплуатации насоса обычно даются графики её зависимости от высоты подъема.

Если графиков нет, можно примерно оценить производительность на нужной высоте, приняв, что на максимальной высоте подъема производительность равна 0.

-Для отопления подсчет производительности производится с помощью теплотехнических расчетов, и пренебрегать ими не стоит: для одной и той же площади отапливаемых помещений потребная производительность насоса может меняться в десятки раз в зависимости от среднегодовой температуры, архитектуры системы отопления, диаметра и протяженности труб, количества и размера радиаторов и т.д.

Для очень грубой оценки можно оценить потребную производительность (в л/мин), поделив площадь помещения на 10 для радиаторного отопления и на 3 – для отопления теплым полом.

Глубина погружения определяет, каково максимальное расстояние от насоса до поверхности воды, т.е., с какой максимальной глубины насос способен забирать воду. Но следует иметь в виду, что при заборе воды с максимальной глубины, его производительность и давление на выходе будут намного ниже.

Насос всегда следует подбирать со значительным запасом по глубине забора и с учетом того, что любая глубина, отличная от 0, снижает производительность насоса – графики зависимости производительности от глубины забора обычно приводятся в руководстве.

Допустимая температура жидкости важна, если предполагается откачка горячих жидкостей. Также на неё следует обратить внимание при выборе циркуляционного насоса. Большинство циркуляционных насосов рассчитано на температуру до 110°С, чего вполне достаточно для любых жидкостных систем отопления. Но встречаются модели с допустимой температурой 60°С – такие рекомендуется устанавливать на системах теплого пола, где температуры редко превышают 30°С.

Подъем воды определяет, какое давление создается на выходе насоса и на какую высоту он способен поднять воду. Так же, как и в случае с глубиной забора, высота подъема, например, в 40 метров, не означает, что на высоте в 40 метров будет течь вода. Высота подъема в 40 метров означает, что выше этой высоты вода течь уже не будет вообще, а на 40 метрах если и будет, то буквально каплями.

Поэтому высоту подъема надо подбирать с запасом. Для ориентировочного расчета подъема воды используется следующая формула: H = 10P + ΔP + ΔH, где P – минимальное давление в верхней точке разбора, для водоснабжения это 2,5-3 бара. ΔP – потери давления на горизонтальных участках трубопровода, примерно считается как 10% от суммарной длины горизонтальных участков. ΔH – перепад высоты между уровнем установки насоса и высотой самой верхней точки разбора.

Например, если длина горизонтальных участков трубопровода составляет 10м, насос установлен на высоте 1 м от земли, а верхняя точка разбора – кран на втором этаже – расположен в 6 м от земли, то требуемый подъем воды будет: Н=10*3+0,1*10+5 = 36 м.

Но имейте в виду, что подъем воды насосов приводится для забора с нулевой глубины. Чем с большей глубины насос забирает воду, тем сильнее падает высота подъема. Если в руководстве насоса приведены графики зависимости выходного давления от глубины забора, следует скорректировать требуемую высоту по ним.

Если графика нет, то для оценки к требуемой высоте можно добавить глубину забора в метрах, умноженную на 1,5. Но учтите, что такой метод расчета довольно груб и неприменим, если глубина забора близка к максимальной (более 80%).

Для вышеприведенного примера, если добавить условие забора с глубины 2 м, расчет будет выглядеть так: Н = 2*1,5+10*3+0,1*10+5 = 39 м. Для лучшего напора воды и для предотвращения падения напора с износом деталей насоса, имеет смысл предусмотреть запас в 20-30%.

Автоматический контроль уровня воды (датчик сухого хода) необходим для любого насоса, особенно, если предполагается его использование в автоматическом режиме. Если датчик сухого хода отсутствует в комплектации насоса, его следует докупить отдельно и подключить насос через него. Пренебрегать датчиком сухого хода не стоит, даже если вы уверены, что вода для насоса никогда не кончится. Всегда возможно повреждение всасывающего шланга, которое – при отсутствии датчика сухого хода – быстро приведет к поломке насоса.

Варианты выбора поверхностных насосов

Если вам нужен недорогой насос для организации полива дачного участка в ручном режиме, выбирайте среди маломощных садовых насосов.

Если чистота перекачиваемой воды оставляет желать лучшего, выбирайте среди центробежных садовых насосов.

Насосная станция поможет вам быстро и просто организовать в частном доме (или на приусадебном участке) водопровод.

Если вам нужно сливать сточные воды в точке, удаленной от ближайшей канализационной трубы – или если вход в канализацию расположен выше точки слива, вам потребуется поверхностный фекальный насос.

Отопление с естественной циркуляцией в современных домах давно уже не используется, и для движения теплоносителя по трубам в системе отопления должен присутствовать циркуляционный насос.

Гидроэлектростанция своими руками: как соорудить автономную мини-ГЭС

Сила водного потока – это возобновляемый природный ресурс, позволяющий получать практически бесплатное электричество. Подаренная природой энергия предоставит возможность сэкономить на коммунальных услугах и решить проблему с подзарядкой техники.

Если рядом с вашим домом протекает ручей или река, ими стоит воспользоваться. Они смогут обеспечить электроэнергией участок и дом. А уж если построена гидроэлектростанция своими руками, экономический эффект возрастает в разы.

В представленной статье детально описаны технологии изготовления частных гидротехнических сооружений. Мы рассказали о том, что потребуется для устройства системы и подключения ее к потребителям. У нас вы узнаете о всех вариантах миниатюрных поставщиков энергии, собранных из подручных материалов.

Гидроэлектростанции непромышленного назначения

Гидроэлектростанции – это сооружения, способные преобразовать энергию движения воды в электричество. Альтернативные “зеленые” поставщики электроэнергии пока активно эксплуатируются только на Западе. На территории нашей страны эта перспективная отрасль лишь делает первые робкие шаги.

Небольшими частными гидроэлектростанциями могут быть плотины на больших реках, вырабатывающие от десятка до нескольких сотен мегаватт или мини-ГЭС с максимальной мощностью в 100 кВт, которых вполне достаточно для нужд частного дома. Вот о последних и узнаем подробней.

Гирляндная станция с гидровинтами

Конструкция состоит из цепи роторов, закрепленных на гибком стальном тросе, перетянутом поперек реки. Сам трос исполняет роль вращательного вала, один конец которого фиксируется на опорном подшипнике, а второй – активирует вал генератора.

Каждый гидроротор «гирлянды» способен вырабатывать около 2 кВт энергии, правда, скорость водного потока для этого должна быть не менее 2,5 метров в секунду, а глубина водоема не превышать 1,5 м.

Гирляндные станции с успехом использовались еще в середине прошлого века, но роль винтов тогда играли самодельные пропеллеры и даже консервные банки. Сегодня же производители предлагают несколько видов роторов для различных условий эксплуатации.

Они комплектуются лопастями разного размера, изготовленными из листового металла, и позволяют получить максимальный КПД от работы станции.

Но хотя в изготовлении этот гидрогенератор достаточно прост, его эксплуатация предполагает ряд специальных условий, не всегда осуществимых в реальной жизни. Такие сооружения перегораживают русло реки, и вряд ли соседи по берегу, не говоря уже о представителях экологических служб, разрешат использовать энергию потока для ваших целей.

Кроме того, в зимний период установку использовать можно только на незамерзающих водоемах, а в условиях сурового климата – консервировать или демонтировать. Поэтому гирляндные станции возводятся временно и преимущественно в безлюдной местности (например, около летних пастбищ).

Современный аналог гирляндной установки – погружные или наплывные рамные станции с поперечными роторами. В отличие от своей гирляндной предшественницы, эти конструкции не перегораживают всю реку, а задействуют только часть русла, причем установить их можно на понтоне/плоте или вовсе опустить на дно водоема.

Вертикальный ротор Дарье

Ротор Дарье – устройство турбины, которое получило название в честь своего изобретателя в 1931 г. Система состоит из нескольких аэродинамических лопастей, зафиксированных на радиальных балках, и работает за счет перепада давления по принципу «подъемного крыла», который широко задействован в кораблестроительстве и авиации.

Хотя такие установки больше используются для создания ветрогенераторов, они могут работать и с водой. Но в этом случае нужны точные расчеты, чтобы подобрать толщину и ширину лопастей в соответствии с силой водного потока.

Для создания локальных гидростанций вертикальные роторы используется редко. Несмотря на неплохие показатели КПД и кажущуюся простоту конструкции, оборудование достаточно сложное в эксплуатации.

Перед началом работы систему нужно «раскрутить», зато и остановить запущенную станцию сможет только замерзание водоема. Поэтому используется ротор Дарье преимущественно на промышленных предприятиях.

Интересное решение в сфере проектирования малых ГЭС с вертикально работающей турбиной предложил австрийский изобретатель Франц Цотлётерер:

Веским плюсом водоворотных станций вполне обоснованно считается сохранение рыбных ресурсов. Работа вертикальной турбины не наносит вреда живым организмам реки. К тому же на стенках сооружений не задерживается тина из-за специфического движения потока воды.

Подводный винтовой пропеллер

По сути, это самый простой воздушный ветряк, только устанавливается он под водой. Размеры лопастей, чтобы обеспечить максимальную скорость вращения и минимум сопротивления, рассчитываются в зависимости от силы движения потока. Например, если скорость течения не превышает 2 м/сек, то ширина лопасти должна быть в пределах 2-3 см.

Такой ветряк устанавливается «навстречу» потоку, но его лопасти работают не за счет давления водного напора, а благодаря возникновению подъемной силы (по принципу самолетного крыла или винта корабля).

Водяное колесо с лопастями

Водяное колесо – один из простейших вариантов гидравлического двигателя, известный еще со времен Римской Империи. Эффективность его работы во многом зависит от типа источника, на котором его установили.

В зависимости от глубины и русла водотока можно установить различные типы колес:

• Подливные (или нижнебойные) – подойдут для мелководных рек с быстрым течением.
• Среднебойные – располагаются в руслах с природными каскадами так, чтобы поток попадал приблизительно на середину вращающегося барабана.
• Наливные (или верхнебойные) – устанавливаются под плотиной, трубой или в нижней части естественного порога, чтобы ниспадающая вода продолжила путь через вершину колеса.

Но принцип работы у всех вариантов один и тот же: вода попадает на лопасти и приводит в действие колесо, которое заставляет вращаться генератор для миниэлектростанции.

Производители гидрооборудования предлагают готовые турбины, лопасти которых специально адаптированы под определенную скорость водного потока. Но домашние умельцы изготавливают барабанные конструкции по старинке – из подручных материалов.

Ознакомиться с шагами сооружения простейшего варианта мини ГЭС поможет следующая фото-подборка:

Возможно, отсутствие оптимизации отразится на показателях КПД, зато себестоимость самодельного оборудования обойдется в разы дешевле покупного аналога. Поэтому водяное колесо наиболее популярный вариант для организации собственной мини-ГЭС.

Условия для установки гидроэлектростанции

Несмотря на заманчивую дешевизну энергии, вырабатываемую гидрогенератором, важно учесть особенности водного источника, ресурсы которого вы планируете задействовать для собственных нужд.

Ведь далеко не каждый водоток подойдет для эксплуатации мини-ГЭС, тем более круглогодичной, поэтому не помешает иметь в резерве возможность подключения к централизованной магистрали.

Несколько «за» и «против»

Основные плюсы индивидуальной гидроэлектростанции очевидны: недорогое оборудование, которое вырабатывает дешевое электричество, да еще и природе не вредит (в отличие от плотин, перекрывающих ток реки). Хотя абсолютно безопасной систему назвать нельзя – все-таки вращающиеся элементы турбин могут нанести травмы жителям подводного мира и даже людям.

1. В отличие от других «бесплатных» энергоисточников (солнечных батарей, ветрогенераторов), гидросистемы могут работать вне зависимости от времени суток и погоды. Единственное, что может им помешать – замерзание водоема.
2. Для установки гидрогенератора необязательно наличие большой реки – те же водяные колеса с успехом можно использовать даже в мелких (но быстрых!) ручьях.
3. Установки не выделяют вредных веществ, не загрязняют воду и работают практически бесшумно.
4. Для монтажа мини-ГЭС мощностью до 100 кВт не нужно оформлять разрешительную документацию (хотя все зависит от местных властей и типа установки).
5. Избыток электричества можно продавать в соседние дома.

Что касается недостатков – серьезной помехой для продуктивной эксплуатации оборудования может стать недостаточная сила течения. В этом случае придется возводить вспомогательные сооружения, что сопряжено с дополнительными затратами.

Если потенциальной энергии расположенной рядом реки при приблизительном расчете не хватит на выработку электричества в объеме, достаточном для практического применения, стоит обратить внимание на способы сооружения ветрогенераторов. Ветряк послужит эффективным дополнением.

Измерение силы водного потока

Первое, что нужно сделать, чтобы задуматься о виде и способе монтажа станции, – измерить скорость водного потока на облюбованном источнике.

Самый простой способ – опустить на стремнину любой легкий предмет (например, теннисный мячик, кусок пенопласта или рыбацкий поплавок) и засечь секундомером время, за которое он проплывет расстояние до какого-нибудь ориентира. Стандартная дистанция для «заплыва» – 10 метров.

Теперь нужно пройденное расстояние в метрах разделить на количество секунд – это и будет скорость течения. Но если полученное значение будет меньше 1 м/сек, потребуется возвести искусственные сооружения, чтобы ускорить поток перепадами высот.

Это реально осуществить с помощью разборной плотины или неширокой сливной трубы. Но без хорошего течения от идеи с гидростанцией придется отказаться.

Изготовление ГЭС на основе водяного колеса

Разумеется, собрать «на коленке» и возвести махину, предназначенную для обслуживания предприятия или населенного пункта даже из десятка домов – идея из области фантастики. Но соорудить своими руками мини-ГЭС для экономии электричества – вполне реально. Причем задействовать можно как готовые комплектующие, так и подручные материалы.

Поэтому рассмотрим пошагово изготовление наиболее простого сооружения – водяного колеса.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы сделать своими руками мини-ГЭС, нужно подготовить сварочный аппарат, болгарку, дрель и набор вспомогательных инструментов – молоток, отвертку, линейку.

Из материалов понадобятся:

• Уголки и листовой металл толщиной не менее 5 мм.
• Трубы из ПВХ или оцинкованной стали для изготовления лопастей.
• Генератор (можно использовать готовый покупной или сделать самому, как в данном примере).
• Тормозные диски.
• Вал и подшипники.
• Фанера.
• Полистироловая смола для заливки ротора и статора.
• Медный провод на 15 мм для самодельного генератора.
• Неодимовые магниты.

Учтите, что конструкция колеса будет постоянно контактировать с водой, поэтому металлические и деревянные элементы необходимо выбирать с защитой от влаги (или позаботится об их пропитке и покраске самостоятельно). В идеале, фанеру можно заменить пластиком, но деревянные детали проще достать и придать им нужную форму.

Сборка колеса и изготовление сопла

Основой для самого колеса могут стать два стальных диска одинакового диаметра (если есть возможность достать стальной барабан от кабеля – отлично, это намного ускорит процесс сборки).

Но если металла в подручных материалах не нашлось, можно вырезать круги и из водостойкой фанеры, хотя прочность и срок службы даже обработанного дерева не сравнится со сталью. Затем на одном из дисков нужно прорезать круглое отверстие под установку генератора.

После этого изготавливаются лопасти, а их понадобится не меньше 16 шт. Для этого оцинкованные трубы разрезаются вдоль на две или четыре части (зависит от диаметра). Затем места резки и саму поверхность лопастей нужно отшлифовать, чтобы уменьшить потери энергии при трении.

Расстояние между двумя боковыми дисками должно быть максимально приближено к длине лопастей. Чтобы наметить место для расположения будущих ступиц, рекомендуется сделать шаблон из фанеры, на котором будет обозначено место для каждой детали и отверстия для фиксации колеса к генератору. Готовую разметку можно прикрепить на внешней стороне одного из дисков.

Затем круги устанавливаются параллельно друг к другу с помощью стержней со сплошной резьбой, а лопасти привариваются или фиксируются болтами в нужных позициях. Барабан будет вращаться на подшипниках, а в качестве опоры используется рама из уголков или труб небольшого диаметра.

Сопло предназначено для водных источников каскадного типа – такая установка позволит использовать энергию потока по максимуму. Изготавливается этот вспомогательный элемент путем выгибания листового металла с последующей сваркой швов, а после насаживается на трубу.

Однако если в вашей местности протекает равнинная река без порогов и других высотных препятствий, в этой детали нет необходимости.

Теперь колесо нужно насадить на ось и установить на подпорку из сваренных или скрепленных болтами уголков. Осталось сделать генератор (или установить готовый) и можно отправляться к реке.

Генератор своими руками

Для изготовления самодельного генератора нужно сделать обмотку и заливку статора, для чего понадобятся катушки со 125-ю витками медной проволоки на каждой. После их соединения вся конструкция заливается полиэстеровой смолой.

Теперь нужно подготовить фанерный шаблон, совпадающий по размерам с тормозным диском.

На деревянном кольце выполняется разметка и делаются прорези для установки магнитов (в данном случае использовались неодимовые магниты толщиной 1,3 см, шириной 2,5 см и длиной 5 см). Затем полученный ротор также заливается смолой, а после просушки – присоединяется к барабану колеса.

Последним монтируется алюминиевый кожух с амперметром, закрывающий выпрямители. Задача этих элементов – преобразовывать трехфазный ток в постоянный.

Чтобы в колесо не попадали листья, песок и другой мусор, принесенный с потоком, желательно поставить перед устройством защитную сетку.

Также можно поэкспериментировать с зазорами между магнитами и катушками с увеличенным количеством витков для увеличения КПД гидростанции.

О всех видах альтернативных источников энергии вы узнаете, ознакомившись со статьей, посвященной внедрению в быт “зеленых технологий”.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Пример работающей гидроустановки с самодельным генератором на базе трехфазного двигателя:

Видео #2. Мини-ГЭС, сконструированная по принципу водяного колеса:

Видео #3. Станция на основе велосипедного колеса – интересный вариант решения проблемы с энергообеспечением на отдыхе вдали от цивилизации:

Как видите, построить водяную миниэлектростанцию своими руками не так уж и сложно. Но так как большинство расчетов и параметров для ее комплектующих определяется «на глазок», следует быть готовым к возможным поломкам и сопутствующим затратам.

Если вы чувствуете нехватку знаний и опыта в данной сфере, стоит довериться специалистам, которые выполнят все необходимые расчеты, посоветуют оптимальное для вашего случая оборудование и качественно произведут его установку.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь интересными сведениями и полезными рекомендациями, оставляйте тематические фото. Возможно, вы хотите рассказать, как соорудили собственными руками действующую гидроэлектростанцию на загородном участке? Будем рады прочитать ваш рассказ о процессе устройства и эксплуатации.

Самодельная мини-ГЭС и ее промышленные аналоги

В статье приведено описание и опыт применения различных самодельных и промышленных мини-ГЭС.

В последнее время, из-за роста тарифов на электроэнергию, все более актуальными становятся возобновляемые источники практически бесплатной энергии.

Из известной классической триады: солнечные батареи, ветрогенераторы, гидрогенераторы (ГЭС), последние наиболее сложные. Они, во-первых, работают в агрессивных условиях, а во-вторых, имеют максимальную наработку за равный промежуток времени.

При изготовлении самодельного гидрогенератора нужно больше потрудиться и выбрать более качественные материалы, чтобы обеспечить его долговечность. Зато такой генератор (при равной мощности с ветряком и солнечной батареей) выдаст, за равный промежуток времени, гораздо больше энергии.

Что и как делать?

Наиболее просто делать бесплотинные ГЭС, т.к. сооружение плотины достаточно сложное и дорогое дело и часто требует согласования с местными властями или, по крайней мере, с соседями. Бесплотинные ГЭС называют проточными. Существует четыре основных варианта таких устройств: водяное колесо, гирляндная ГЭС, ротор Дарье и пропеллер.

Типы мини-ГЭС

Водяное колесо, это колесо с лопастями, установленное перпендикулярно поверхности воды. Колесо погружено в поток меньше чем наполовину. Вода давит на лопасти и вращает колесо. Существуют также колеса-турбины со специальными лопатками, оптимизированными под струю жидкости. Но это достаточно сложные конструкции скорее заводского, чем самодельного изготовления.

Гирляндная ГЭС представляет собой трос, с жестко закрепленными на нем роторами. Трос перекинут с одного берега реки на другой. Роторы как бусы нанизаны на трос и полностью погружены в воду. Поток воды вращает роторы, роторы вращают трос. Один конец троса соединен с подшипником, второй с валом генератора.

Ротор Дарье, это вертикальный ротор, который вращается за счет разности давлений на его лопастях. Разница давлений создается за счет обтекания жидкостью сложных поверхностей. Эффект подобен подъемной силе судов на подводных крыльях или подъемной силе крыла самолета.

Пропеллер – это подводный «ветряк» с вертикальным ротором. В отличие от воздушного, подводный пропеллер имеет лопасти минимальной ширины. Для воды достаточно ширины лопасти всего в 2 см. При такой ширине будет минимальное сопротивление и максимальная скорость вращения. Такая ширина лопастей выбиралась для скорости потока 0.8-2 метра в секунду. При больших скоростях, возможно, оптимальны другие размеры.

Достоинства и недостатки различных систем для создания самодельной ГЭС

Недостатки гирляндной ГЭС очевидны: большая материалоемкость, опасность для окружающих ( длинный подводный трос, скрытые в воде роторы, перегораживание реки), низкий КПД. Гирляндная ГЭС – это небольшая плотина. Ротор Дарье сложен в изготовлении, в начале работы его нужно раскрутить. Но он привлекателен тем, что ось ротора расположена вертикально и отбор мощности можно производить над водой, без дополнительных передач. Такой ротор будет вращаться при любом изменении направления потока.

Таким образом, с точки зрения простоты изготовления и получения максимального КПД с минимальными затратами, необходимо выбрать конструкцию типа водяное колесо или пропеллер. Большинство самоделок используют именно эти варианты.

С чего начать?

Если вы решились построить свою мини-ГЭС, то первое, что нужно сделать – это измерить скорость течения реки. Осуществить это довольно просто: вооружитесь секундомером, отмерьте шагами 10 метров вверх по течению, бросьте в воду щепку и замерьте время прохождения этих 10 метров. Поделив метры на секунды, вы получите скорость потока. Опыт показал, что если скорость меньше 1 м/с, то эффективной ГЭС не получится.

Для примера, можно привести соотношение, полученное экспериментальным путем, между скоростью потока м/с и мощностью снимаемой с вала винта кВт (диаметр винта 1 метр). Итак: 0.5 м/с – 0.03 кВт, 0.7 м/с – 0.07 кВт, 1 – 0.14, 1.5 – 0.31, 2 – 0.55, 2.5 – 0.86, 3 -1.24, 4 – 2.2 и т.д. Мощность пропорциональна кубу скорости потока. Если скорость потока в вашем водоеме недостаточная, попробуйте организовать достаточный перепад высот для потока жидкости.

Это можно сделать, установив сливную трубу из пруда или заключив ручеек в трубу и организовав плавное изменение диаметра трубы. Чем меньше будет диаметр в конце трубы, тем больше будет скорость потока. Если рядом с вами протекает только небольшой ручей, то можно сделать маленькую разборную плотину, а за плотиной поставить вашу ГЭС.

Примеры изготовления

Можно привести несколько примеров самодельных мини-ГЭС. Начнем с простейшего, который не отнимет у вас много времени, но поможет создать представление, как это работает.

Возьмем обычный велосипед с велогенератором (динамо машиной) и велофарой. Из кровельного железа или из листового алюминия вырежем несколько лопастей (2-3). Лопасти должны быть длиной от обода колеса до втулки, а шириной 2-4 см. Лопасти устанавливаются между спицами, для крепления их края загибают плоскогубцами вокруг спиц. Так как металл лопастей тонкий, это не сложно сделать.

Если вы используете две лопасти, то установите их напротив друг друга. Если захотите добавить большее количество лопастей, то разделите окружность колеса на число лопастей и установите их через равные промежутки.

Такая микро ГЭС, зто большое подспорье велотуристам, если они остановились на берегу реки с быстрым течением. Вода поможет освещать палатку и заряжать сотовые телефоны. С глубиной погружения колеса можно поэкспериментировать. Обычно его погружают от одной трети до половины.

Другой пример гидрогенератора – это микро-ГЭС для электроснабжения небольшого фермерского хозяйства, мощностью 3-5 кВт. Мощность потока, вращающего колесо, составляет примерно 100 литров в секунду. Для изготовления использовались только подручные материалы, из тех. Что можно найти на свалке.

Ротор-колесо был сделан из металлического барабана от кабеля. Диаметр барабана 2200 мм. Барабан разрезали болгаркой и переварили. Расстояние между щечками составило 300 мм. Под углом 45 градусов к радиусу вварили 18 лопастей. Материал лопастей – это остатки от разрезанного барабана. Барабан вращается на подшипниках, в качестве опоры для конструкции применена рама из труб или уголков.

На колесе смонтирован цепной редуктор, с коэффициентом передачи равным четырем. Далее вращение передается через карданный вал от «Жигулей» ВАЗ 2101. Кардан позволяет уменьшить вибрацию и снизить требования к соосности привода и генератора. Генератор и прочая электрика и механика, связанная с ним, закрыты водонепроницаемым кожухом (контейнером). Это сделано из соображений безопасности и долговечности.

Внутри кожуха установлен повышающий редуктор с коэффициентом 40 и трехфазный генератор. Скорость вращения генератора примерно 3000 оборотов в минуту. Общий коэффициент редуцирования двух редукторов (цепного и шестеренчатого) 160. Таким образом, водяное колесо вращается со скоростью около 18-20 оборотов в минуту.

В качестве генератора был использован списанный асинхронный двигатель, блок управления взят от старой списанной кормодробилки 1953 года выпуска. От генератора до фермы протянут кабель ВВГ НГ 2х4 квадрата. Кабель закреплен на самодельных столбах.

Материалы и изготовление обошлись в 10000 рублей. Большая часть денег это зарплата рабочих и сварщика. Сумма может быть и меньше, ведь в России так много свалок, куда выбрасывают вполне работоспособное оборудование и собственные голова и руки помогут вам экономить деньги.

Что предлагает промышленность

В настоящий момент мало отечественных предприятий предлагают мини ГЭС по приемлемым ценам. Наприрмер, аналогичная миниГЭС (3-5кВт) обошлась бы в 300-400 тысяч рублей. Более подробно с конкретикой вопроса можно ознакомиться по ссылкам:

http://www.intersolar.ru/catalog/hydro/renewable/ – каталог материалов,

http://energyservice.sitecity.ru/stext_1101130058.phtml – гидророгенераторы и гидроэнергетика от ОсОО “Гидропоника”,

http://www.inversiya.com/alternativ/001.htm – мини-гидроэлектростанции от “НПО Инверсия”,

http://www.inset.ru/r_offers/MHPP-10Pr.htm – микроГЭС10Пр от “МНТО ИНСЭТ”,

http://www.avante.com.ua/rus/price/catalog/tmc_el01937.htm – микрогидроэлектростанция ПР-5-Г-20 от фирмы “Аванте”,

http://iis97.narod.ru/pr12.htm – интересные рукавные всесезонные гидроэлектростанции Луч-1 и Луч-2,

http://promcomplex.ru/rukavnaya_perenosnaya_gi – рукавная переносная гидроэлектростанция РПГЭС-1,5,

http://www.powerpal.com/ – гидрогенераторы в Канаде,

http://www.rusphysics.ru/articles/221/ – необычные бесплотинные ГЭС нового поколения,

http://www.ntpo.com/techno/techno2_2/10.shtml – ещё о бесплотинных ГЭС,

http://the-mostly.narod.ru/misc/garland_hydro_electrical_plant.html – гирляндная гэс,

http://www.sgp.uz/userfiles/MikroGES%20rus-new.pdf – пособие по применению,

http://www.lpelectric.ro/ro/products/hydro/turbine_ro.html – микро гидротурбина,

http://www.made-in-china.com/products-search/hot-china-products/Hydro_Turbine.html – гидрогенераторы, произведенные в Китае.

http://alt-energy.org.ua/2009/08/19/barzhi-generatory-gidrokineticheskoj-energii/ – баржи, генераторы гидрокинетической энергии.

Выводы

Чем дольше живешь, тем больше понимаешь, что кризис гнездится в головах наших руководителей. Россия самодостаточная страна, т.к. в ней есть все – ресурсы, талантливые люди и миллион направлений для желающих что-то изменить к лучшему. Нам есть, к чему стремится – самый длинный путь начинается с первого шага. Сделайте его и опишите свои достижения. Поделитесь своим опытом.

Как сделать мини гидроэлектростанцию своими руками

Что такое мини ГЭС

Для начала определимся с принципом работы и типами небольших ГЭС. Течение реки или падающий водный поток вращает лопасти турбины и гидропровод, который соединен с электрогенератором ‑ последний и вырабатывает электроэнергию. Современные компактные ГЭС имеют автоматическое управление с возможностью мгновенного перехода на ручной режим в случае аварийной ситуации. Конструкции современных заводских ГЭС позволяют свести к минимуму производство строительных работ при монтаже оборудования.

Виды мини гидроэлектростанций

К мини электростанциям относятся генерирующие устройства мощностью от 1 до 3000 кВт. Принципиально ТЭС состоит из:

1. турбины (водозаборного устройства);
2. генерирующего блока;
3. системы управления.

По типу водных ресурсов, используемых для генерации, мини ГЭС бывают:

• Русловые. Такие станции строятся на небольших равнинных реках с водохранилищами.
• Горные. Стационарные станции, которые используют энергию быстрого горного течения.
• Промышленные. Станции, использующие перепады потока воды на промпредприятиях.
• Мобильные. Станции, использующие для водного потока армированные рукава.

Плотинные типы станций отличаются высокой мощностью, но строительство плотины обходится дорого, да и без разрешений в этом случае не обойтись. Связываться с чиновниками в нашей стране – не просто усложнить себе жизнь, а ставить под сомнение реализацию самых благих намерений, поэтому откажемся от этой затеи сразу.

Как работает мини ГЭС

Принципиальную схему работы ГЭС можно выбрать из нескольких вариантов:

• Гирляндная ГЭС. С одного берега реки на другой под водой проложен трос с нанизанными на него роторами. Течение вращает роторы и, соответственно, сам трос. Один конец троса в подшипнике, другой соединен с генератором.
• Пропеллер. Подводная конструкция, напоминающая ветряк с узкими лопастями и вертикальным ротором. Лопасть шириной всего 20 мм при большой скорости вращения обеспечит минимальное сопротивление. Лопасть такой ширины выбирается при скорости потока 0,8–2, 0 м в сек.
• Водяное колесо. Колесо с лопастями, частично погруженное в поток, и расположенное под прямым углом к поверхности воды. Поток воды давит на лопасти, вращая колесо.
• Ротор Дарье. Вертикальный ротор со сложными поверхностями лопастей. Жидкость, обтекая лопасти, создает разное давление, за счет чего происходит вращение.

На фото мини ГЭС на основе водяного колеса

Как оценить потенциальную мощность мини ГЭС

До строительства мини гидроэлектростанции своими руками нужно определить мощность, на которую можно рассчитывать. Существует справочное соотношение между скоростью потока воды и мощностью, которая может сниматься с вала в кВт при диаметре винта 1 м.

Скорость потока определяется замером времени, за которое щепка, брошенная в воду, пройдет определенное расстояние. Сделав несложные расчеты, получим скорость потока в метрах в секунду. Если в данном случае скорость менее 1 м/сек, то строительство ГЭС будет экономически нецелесообразно.

При скорости потока 2,5 м/с мощность составит 0,86 кВт, при 3 м/с – 1,24 кВт, при 4 м/с – 2,2 кВт. Соотношение описывается зависимостью: мощность ГЭС пропорциональна кубу скорости потока воды. Если скорость потока на участке предполагаемого строительства мала, ее можно попытаться увеличить устройством перепада высот потока или установкой сливной трубы с изменяемым диаметром на выходе из водоема. Чем меньше будет диаметр трубы на выходе, тем больше получится скорость потока.

Как сделать мини ГЭС в домашних условиях

Принцип работы небольшой самодельной ГЭС можно понять на примере велосипеда с фарой и динамо-машиной (генератором).

1. Из кровельного железа делаем три лопасти длиной, равной радиусу велосипедного колеса (расстоянию от центральной втулки до обода колеса) и шириной 3-4 см.
2. Устанавливаем лопасти между спицами колеса, загнув для крепления край лопасти вокруг спиц. Лопасти должны быть выставлены равномерно с сохранением одинаковых углов между ними.
3. Погружаем колесо с лопастями в быструю реку на глубину от трети до половины диаметра колеса. Вырабатываемой электроэнергии будет достаточно, например, для освещения палатки.

Чертеж одного из вариантов строительства мини ГЭС

Примером может служить небольшая ГЭС для фермерского хозяйства мощностью 3-5 кВт из подручных материалов:

1. Ротор можно сделать из старого металлического кабельного барабана диаметром 2,2 м. При помощи болгарки и сварки под углом 45 градусов к радиусу нужно вварить 18 лопастей. Вращается ротор на подшипниках. Опора – труба металлическая или уголок.
2. На роторе нужно установить цепной редуктор с передаточным числом (коэффициентом передачи) 4. Далее вращение будет передаваться через карданный вал ВАЗ 2101. Использование кардана уменьшит вибрацию, а также соосность привода и генератора при использовании вала будет некритичной.
3. Понадобятся повышающий редуктор (коэффициент – 40) и трехфазный генератор. Скорость вращения генератора около 3000 об/мин. Общий коэффициент редукции двух редукторов составит 40 х 4 = 160. Генератор следует закрыть кожухом для защиты от влаги и безопасности. Расчетное вращение водяного колеса должно составить около 20 оборотов в минуту.
4. Под генератор можно приспособить асинхронный двигатель, а блок управления взять от любого небольшого станка. Понадобится кабель ВВГ НГ 2х4 длиной от ротора до фермерских построек.

Выводы

Суммарные расходы на изготовление составят около 10-15 тысяч рублей. Основная статья расходов – заработная плата сварщику и рабочему, помогающим сделать и собрать конструкцию.

Главными преимуществами такого оборудования являются низкая стоимость электроэнергии, экологическая безопасность, неисчерпаемость источника энергии и простота конструкции.