ابزار جانبی
پمپ آب چیست؟ راهنمای جامع انواع پمپ آب
جابجایی سیالات از مکانی تا مکانی دیگر برای طراحی فرایندهای صنعتی، کشاورزی و خانگی از اهمیت بالایی برخوردار است. سیالات در قانونی کلی از مکانی با ارتفاع بالاتر به سمت مکانی با ارتفاع کمتر، سرازیر می‌شوند. مگر آنکه تحت هدایت فشاری مضاعف، برای جابه جایی قرار بگیرند. پمپ، وسیله‌ای مکانیکی است که با ایجاد فشار مضاعف باعث جابه‌جایی مایعات به ارتفاع بالاتر می‌شود.
پمپ آب چطور آب را جا به جا میکند؟
پمپ آب، ابزار جابجایی سیالات است که مخصوص انتقال سیال آب در اشکال گوناگون طراحی می‌شود. پمپ آبهای خانگی و باغبانی از نمونه‌های متداول هستند که بسته به شرایط بهره‌برداری در انواع متنوع با قابلیت‌های کاربردی گوناگون طراحی می‌شوند. هر پمپ یک وسیله مکانیکی ایجاد فشار در سیالات است. پمپ‌ها با جابه‌جایی اجزای مکانیکی مانند چرخش پروانه‌ها در فضاهای بسته ی آب‌بندی شده باعث ایجاد اختلاف فشار در سیالات می‌شوند. این اختلاف فشار ایجاد شده خاصیت مکش سیال را ایجاد کرده، در نهایت به شکل خروجی با فشار زیاد برای جابه‌جایی به مکانی در ارتفاع بالاتر و یا مکانی در منطقه‌ای دوردست‌تر کارایی دارند. هر پمپ تحت تأثیر قدرت مکانیکی که می‌تواند موتوری الکتریکی، درون‌سوز، بادی و حتی اهرمی دستی باشد، کار میکند.
در یک تعریف کلی پمپ آب چیست میتوان گفت: هر پمپ ابزاری است که نیروی مکانیکی را از منبع خارجی مانند موتور گرفته و آن را به سیال برای ایجاد فشاری بالاتر و پمپاژ شدن منتقل میکند. به این ترتیب انرژی سیال پس از خارج شدن از پمپ افزایش می‌یابد. تمامی پمپ‌ها در داخل یک سیستم بسته فعالیت می‌کنند. هر پمپ دارای دو مدخل برای ورود و خروج سیال است که توسط لوله‌های شیلنگ‌ها در سیستمی بسته طراحی شده‌اند.
نحوه انتخاب انواع پمپ آب:
پمپ‌ها در سایزهای گوناگون با قابلیت‌های متنوع در دبی سیالات برای جابه‌جایی انواع مایعات طراحی می‌شوند. در این میان پمپ آب از متداول‌ترین گونه پمپ‌ها است. این پمپ‌ها الگوی طراحی متنوع با تکنولوژی ساخت متفاوت دارند. اما در نهایت مجرای عبور سیال آنها برای جابجایی آب طراحی شده است. برای خرید انواع پمپ آب خانگی و باغبانی می‌توانید از خدمات فروش آنلاین سایت انجیکا، مجری مستقیم فروش انواع پمپ آب در سراسر کشور استفاده کنید. شما می‌توانید از فضای فنی و مهندسی سایت انجیکا برای کسب اطلاعات مفید و کاربردی درباره بهترین برندهای پمپ آب استفاده نمایید. تا پمپ آب مورد نظرتان را با قیمت مناسب خریداری کنید.
اولین گام: آشنایی با مشخصات فنی
برای اینکه بدانیم یک پمپ آب چیست و چطور کار میکند، ابتدا باید بدانیم هر دستگاه پمپ آب ابزاری است که می‌تواند با ایجاد اختلاف فشار، حجم قابل توجه از سیال را تا ارتفاعی بالاتر و یا مکانی دوردست‌تر بفرستد. برای این منظور از انواع روش‌های طراحی پمپ استفاده شده است. اما در نهایت همگی پمپ‌ها سری ملاحظات فنی یکسانی دارند. این ملاحظات به شکل واحدهای اندازه‌گیری در پمپ آب معرفی می‌شوند که به قرار زیر هستند:
مقدار آبدهی (دبی) پمپ:
دبی مهم‌ترین واحد اندازه‌گیری و معیار کلیدی در طراحی انواع پمپ آب است. دبی واحد اندازه‌گیری مقدار عبور سیال از سطح مقطعی معین در زمانی تعریف شده است. دبی پمپ‌ها را معمولاً با علامت Q نشان می‌دهند. واحد اندازه‌گیری دبی متفاوت است. اما عموماً براساس واحد لیتر بر دقیقه و یا متر مکعب در ساعت معرفی می‌شوند. اما در یک دسته‌بندی کلی انواع معیارهای معرفی دبی به شکل جرمی و یا حجمی هستند.
واحد جرمی معرفی دبی: به مقدار وزن عبوری سیال در بخش مشخصی از زمان گفته می‌شود. مانند Kg/h که معرف مقدار وزن عبوری سیال به ازای گذشت هر ساعت است.
واحد حجمی معرفی دبی: به مقدار توده حجمی عبور سیال در بخش مشخصی از زمان گفته می‌شود. مانند Lit/min که معرف مقدار لیتر عبور سیال به ازای گذشت هر دقیقه است.
به این ترتیب به هر گونه معیار استاندارد که معرف جابجایی سیال از سطح مقطع پمپ در واحد زمانی خاصی باشد، دبی گفته می‌شود. لذا برای دبی، واحدهای متنوع مانند لیتر بر دقیقه، لیتر بر ثانیه، مترمکعب بر ساعت، کیلوگرم بر دقیقه و… معرفی شده است. مقدار دبی پمپ آب علاوه بر طراحی فنی پمپ و قدرت مکانیکی کاملاً وابسته به قطر مدخل لوله و همچنین مقدار طول ارتفاع جابجایی سیال دارد.
یکی از معیارهای مهم در انتخاب بهترین پمپ آب خانگی دبی و فشار میباشد که کمک زیادی برای خرید پمپ آب خانگی به شما میکند.
مقدار فشار آب پمپاژ شده:
پمپ‌ها با ایجاد اختلاف فشار شرایط جابجایی سیال را فراهم می‌کنند. هر پمپی که بتواند مقدار اختلاف فشار بالاتری ایجاد نماید، قاعدتاً توانایی پمپاژ حجم بالاتری از سیال را دارد. فشار اصطلاحا مقدار نیروی سیال در سمت خروجی پمپ آب است. فشار سیال در خروجی پمپ آب با قابلیت پمپاژ آن در سمت خروجی پمپ متفاوت است. فشار سیال معیار قدرت جابجایی سیال است که در صورت استفاده افقی تا پمپاژ عمودی شرایط آبدهی متفاوتی دارد. از طرفی وزن خالص سیال در ایجاد فشار پس از پمپ تأثیرگذار است. هر اندازه سیال چگال‌تر باشد، یا اصطلاحاً سنگین‌تر باشد، مقدار فشار ایجاد شده بالاتر است. البته در طراحی انواع پمپ آب با الگوی ثابتی از چگالی سیالات این چنینی مواجه هستیم.
هد یا ارتفاع پمپاژ آب:
هد معیار پمپاژ آب تا ارتفاعی مشخص است. این واحد معرف آن است که پمپ آب تا چه ارتفاعی قادر به پمپاژ سیالات است. این واحد را برحسب متر m و یا فوت ft معرفی می‌کنند. برای برخی از پمپ‌ها که شرایط کارکرد روتاری دارند، معیار هد برحسب بار bar و یا کیلو پاسکال kpa معرفی می‌شود. ارتفاع هد در امتداد دبی سیال مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. مثلاً اگر می‌گویند مقدار دبی پمپ آب X مقدار در هد 20 متری است، این بدان معنا است که پمپ آب مذکور در شرایط استاندارد و استفاده مناسب از مدخل‌ها با قطر کافی می‌تواند حجم X از آب را تا ارتفاع 20 متری پمپاژ نماید. قطر پروانه و سرعت گردش موتور از مهم‌ترین فاکتورها هستند که در مقدار هد پمپ تأثیر می‌گذارند. به این ترتیب هر اندازه پمپ آب با قطر پروانه بالاتری در سرعت موتوری بیشتری در اختیار داشته باشیم، ظرفیت هد بالاتری نیز داریم.
توان مصرفی پمپ آب (اسب بخار):
هر پمپ آب برای کار کردن به قدرت مکانیکی مولدهای خارجی نیاز دارد. انواع پمپ با استفاده از انواع موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و یا قدرت هوای فشرده تا طراحی دستی کار می‌کنند. در نهایت مقدار قدرت مکانیکی لازم برای عملکرد کامل هر پمپ را با معیار توان مصرفی می‌شناسند. نحوه انتخاب پمپ آب بر اساس توان یا اسب بخار بسیار شایع میباشد.
توان خروجی پمپ آب:
به مقدار توان وارد شده برای جابجایی سیال گفته می‌شود. توان خروجی همواره درصدی از توان مصرفی پمپ آب است. زیرا همواره مقداری از توان مصرفی استهلاک می‌شود. در عین حال طراحی توان خروجی پمپ ارتباط مستقیم با شرایط سیال و نوع پمپاژ آن دارد.
راندمان پمپ آب:
راندمان معیار عملکرد بهینه پمپ آب است. اگر مقدار توان خروجی را به توان ورودی پمپ تقسیم نمایید، عددی در محدوده 0 الی 1 به دست می‌آید. این عدد درصدی از عملکرد بهینه پمپ آب است که با عنوان راندمان معرفی می‌شود. هر اندازه این عدد به مقدار 1 نزدیک‌تر باشد، راندمان پمپ بالاتر است و عملکرد انتقال آب در شرایط بهینه‌تری انجام می‌شود. معمولاً راندمان انواع پمپ آب خانگی و صنعتی در حد فاصل 50 الی 75 درصد است.
با در نظر داشتن این معیارهای مقدماتی و همچنین توجه به الگوی ارتباط میان مقدار دبی و مقدار ارتفاع پمپ می‌توانیم انواع پمپ آب را در شرایط زیر دسته‌بندی کنیم.
- پمپ آب‌هایی که مقدار دبی و ارتفاع هد متوسط دارند. سری پمپ های سانتریفیوژی از چنین پمپ آب‌هایی هستند.
- پمپ آب‌ها که می‌توانند مقدار دبی کم آب را تا ارتفاع بالا پمپاژ نمایند. پمپ‌های پیستونی و برخی پمپ‌های دوار از چنین قابلیتی برخوردار هستند.
- پمپ آب‌هایی که برای انتقال دبی زیاد تا ارتفاع بالای پمپاژ سیالات طراحی شده‌اند. پمپ آب‌ها که دارای پروانه‌های ملخی شکل هستند، از چنین قابلیتی برخوردار می‌باشند.
دسته‌بندی انواع پمپ آب براساس کاربرد آنها
انواع بسیار زیادی از پمپ‌ها وجود دارند. لذا الگوهای متنوع برای دسته‌بندی انواع پمپ مطرح است. این الگوها براساس نوع کارکرد، طراحی ساختمان داخلی پمپ، روش انتقال سیال و حتی جنس متریال در طراحی پمپ دسته‌بندی می‌شوند. اما در یک نگاه کلی انواع پمپ آب را بر اساس الگوی طراحی و روش جابجایی سیال دسته‌بندی می‌کنند. برای این منظور دو گروه از پمپ‌ها با روش‌های انتقال دینامیکی و یا جابه‌جایی وجود دارند. الگوی طراحی براساس نحوه مکش آب تا انتقال آن در این دو گروه کاملاً متفاوت است.
هر کدام نیز عملکرد فنی با شرایط کاربردی تخصصی دارند. در عین حال هر کدام از این روش‌های پمپاژ در نمونه‌های متفاوت از انواع پمپ آب خانگی و یا باغبانی و صنعتی طراحی می‌شوند. با توجه به الگوی طراحی و نحوه عملکرد، انواع پمپ آب شامل موارد زیر هستند.
- پمپ آب سانتریفیوژی
- پمپ آب جتی
- پمپ آب بشقابی
- بوستر پمپ خانگی
- پمپ آب با فنون انبساط تحت فشار
- پمپ آب با کلید اتوماتیک
پمپ آب جتی
پمپ جتی از کاربردی‌ترین مدل پمپ ها است که در زمینه جابجایی آب در مدل‌های گوناگون طراحی شده و کارایی بالایی دارد. پمپ‌های جتی در دسته پمپ‌های سانتریفیوژی قرار می‌گیرند. از نوع خود کشش هستند و حتی میتوان آنها را بدون نصب لوله برای مکش آب چاه استفاده کرد. از طرفی در صورت هوا کشیدن به بخش‌های داخلی این پمپ‌ها آسیبی وارد نمی‌شود. از این رو کاملاً مناسب بهره‌برداری در مکان‌ها با سطح آب متغیر و نامطمئن هستند. این پمپ‌ها با ایجاد خلأ در قسمت مکش، هوای حاضر در محفظه پمپ را از بین می‌برند و در انتهای سیکل مکش آب با دفع هوا مقداری از سیال را پمپاژ می‌کنند. عمده کاربرد انواع پمپ آب جتی برای مکش سیال از اعماق میباشد.
پمپ آب سانتریفیوژی
پمپ سانتریفیوژی یا همان پمپ گریز از مرکز سری پمپ‌های متداول خانگی و باغبانی هستند. طراحی و عملکرد این نوع پمپ ساده است. در کل محفظه داخلی پمپ ساختار پیچکی همراه با یک پروانه دارد. پروانه در داخل محفظه پیچکی پمپ با سرعت بالایی می‌چرخد و با ایجاد نیروی گریز از مرکز باعث اختلاف فشار سیال می‌شود که در نهایت به مکیده شدن و پمپاژ قدرتمندی از سیال ختم خواهد شد. انواع پمپ آب سانتریفیوژی در دسته پمپ‌های جابجایی مثبت دسته‌بندی می‌شوند.
بوستر پمپ
بوستر پمپ از کنار هم قرار گرفتن چند پمپ آب، با عملکرد مستقل اما خروجی یکسان تشکیل شده است. بوستر پمپ مقدار آبدهی بالایی دارد و تماماً برای فضاهای بزرگ، ساختمان‌های مرتفع، پمپ آتش‌نشانی و… کارایی دارد. پمپ‌های بوستر به شکل موازی در کنار هم قرار می‌گیرند. این پمپ‌ها قرار است به ترتیبی مدیریت شده در کنار هم کار کنند. به این ترتیب که در صورت نیاز بالای شبکه تمامی پمپ‌ها به کار می‌افتند تا حداکثر دبی تأمین شود. اما در صورت کاهش نیاز سیستم، ترتیب کار کردن پمپ‌ها تغییر میکند. هر اندازه مقدار نیاز سیستم کمتر باشد، تعداد پمپ‌های کمتری در بوستر فعالیت می‌کنند. لذا نمی‌توان نظم خاصی را برای ترتیب فعالیت پمپ‌ها در طراحی بوستر پمپ پیش بینی کرد. کل فعالیت، بسته به مقدار مصرف سیستم تنظیم خواهد شد.
پمپ آب بشقابی
پمپ بشقابی از سری پمپ‌های گریز از مرکز است که مخصوص پمپاژ سیالات با چگالی کم مانند آب استفاده می‌شود. این پمپ‌ها مناسب جابجایی سیالات با سطح ویسکوزیته بالا نیستند. در طراحی بخش پمپاژی آنها از پروانه‌ای گرد با پهنای زیاد که کاملاً شبیه به بشقاب است، استفاده می‌شود. این پروانه از دو دیسک به موازات هم ساخته شده است. در میان دو دیسک پره‌هایی قرار دارند که هنگام چرخش پروانه برای مکش آب استفاده می‌شوند. پروانه بشقابی شکل پمپ در داخل محفظه گرد پوشانده شده است.
پمپ آب جتی
پمپ آب جتی، برخلاف نمونه بشقابی، توان هد بالایی دارد و می‌تواند آب را تا ارتفاع بالایی پمپاژ کند. اما مقدار دبی آن برای جابجایی حجم آب کم است و مناسب استفاده در فعالیت‌های سنگین مانند آبدهی باغبانی و کشاورزی نمی‌باشد.
پمپ آب با مخزن انبساط
پمپ آب با مخزن انبساط از متداول‌ترین پمپ آب خانگی است. اما در سطح صنعتی و باغبانی کارایی کافی ندارد. این پمپ‌ها دارای مخزن بزرگی هستند که فضای داخلی آنها توسط یک دیافراگم به دو بخش مجزا تفکیک شده است. زمانی که پمپ آب در حال کار کردن است، حجم قابل توجه آب در یک سمت دیافراگم مخزن انباشته خواهد شد.
قدرت پمپ آن‌چنان است که حجم قابل توجه از مخزن را پر نماید. اما به محض خاموش شدن پمپ از قدرت ارتجاعی دیافراگم برای تخلیه آب استفاده می‌شود. پمپ آب با مخزن انبساط مناسب فعالیت‌های خانگی است. زیرا موتور پمپ تنها برای پر شدن مخزن فعال است و در باقی شرایط تا زمانی که مخزن، حجم آب کافی داشته باشد، روشن نمی‌شود. به این ترتیب مزاحمت صوتی کمی برای اهالی خانه ایجاد میکند و در عین حال استهلاک پمپ آب کمتر شده و عمر مفید آن افزایش پیدا میکند.
پمپ آب کف‌کش
کف‌کش ها در دسته پمپ‌ها با شرایط مستغرق شدن در آب هستند. این پمپ‌ها با قابلیت سانتریفیوژی کار می‌کنند. اما شرایط نصب آنها در اعماق آب است. کف‌کش ها مخصوص مکش آب از چاه و یا استخر طراحی شده‌اند و معمولاً مناسب نصب در فضاهای روستایی و یا خانه‌های دورافتاده هستند. در کل از این نوع پمپ برای مکش آب در پایپ استفاده نمی‌شود. بلکه طراحی شده‌اند تا آب را از داخل چاه و یا بستر رودخانه‌ها و کانال‌ها مکش نمایند.
پمپ آب شناور
پمپ آب شناور از سری پمپ‌های مکش چاه است که مخصوص خانه‌ها و یا فضاهای کارگاهی برای تأمین آب از چاه‌های عمیق طراحی شده است. پمپ شناور به مانند پمپ کف‌کش به شکل مستغرق در آب استفاده می‌شود. با این تفاوت که پمپ کف‌کش تا عمیق‌ترین بخش چاه نفوذ کرده و با استقرار در کف منابع آبی عملیات پمپاژ را انجام می‌دهد. اما پمپ آب شناور در انتهای لوله بسته شده به حالت معلق در درون آب چاه قرار می‌گیرد.
پمپ شناور شبیه به استوانه هم قطر با لوله‌های انتقال آب طراحی شده است. این طراحی برای آن است که بتوانیم از آنها در چاه‌های عمیق خانگی و صنعتی و البته باغبانی استفاده کنیم. انواع پمپ آب شناور با پوسته‌های یک تکه و یا دو تکه طراحی می‌شوند. موتور الکتریکی هر دو مدل در انتهای پوسته استوانه‌ای نصب می‌شود تا همواره با غوطه‌ور شدن در آب خنک شود. مکش پمپ آب شناور پوسته یک تکه از انتهای بدنه‌ی استوانه‌ای است. اما مکش مدل‌های دو تکه از وسط پوسته انجام می‌شود. عمده کاربرد پمپ آب شناور در مکان‌های دوردست و حفر چاه‌های عمیق میباشد.
پمپ آب لجن‌کش
پمپ های لجن‌کش در دسته پمپ آب قرار می‌گیرند. اما قابلیت کاربردی اساسی با دیگر پمپ‌ها دارند. تمام مدل پمپ‌هایی که تاکنون معرفی کرده‌ایم، برای پمپاژ آب تمیز طراحی شده‌اند. اما پمپ آب لجن‌کش مخصوص مکش آبهای کثیف یا همان فاضلاب طراحی شده است. این پمپ‌ها روش طراحی شبیه به کف‌کش ها دارند. با این تفاوت که با مدخل‌های بزرگتر و البته موتور قدرتمندتر برای مکش آبهای سنگین و چگال مانند فاضلاب طراحی شده است.
ایده‌های متنوعی برای طراحی انواع پمپ آب وجود دارد. برخی از این ایده‌ها مخصوص طراحی پمپ آب خانگی هستند. اما برخی دیگر می‌توانند در اهداف گسترده‌تر مانند پمپ آب کشاورزی و صنعتی کارایی داشته باشند. در این میان با چالش مکش آبهای تمیز و کثیف و حتی فاضلاب‌ها مواجه هستیم. طراحی برخی از پمپ‌ها آن‌چنان حساس است که جز برای پمپاژ آبهای تمیز خانگی کارایی ندارند. اما یک پمپ آب باغبانی قادر است تا آبهای کثیف و گل‌آلود شده محیط مزرعه را نیز پمپاژ نماید. سبک طراحی، الگوی مکش تا قدرت پمپاژی، سمت و سوی کاربرد پمپ آب را معین میکند. قاعدتاً از هر نوع پمپ نمی‌توانید در هر فضای کاربردی اعم از محیط خانگی و باغبانی استفاده کنید. لذا لازم است تا دید فنی عمیق‌تری نسبت به نحوه انتخاب پمپ آب داشته باشید. برای این منظور می توانید مقاله پمپ آب خانگی را مطالع فرمایید.
نکات کلیدی در انتخاب پمپ آب
در هنگام خرید انواع پمپ آب با دو چالش جدی مواجه هستید. اول آنکه علاقه دارید تا از بهترین مارک پمپ آب تهیه کرده باشید. اما در قدم بعدی به دنبال تهیه ارزان‌ترین مدل‌ها هستید. اما آیا این دو چالش می‌توانند الگوی مناسبی برای تهیه بهترین پمپ آب باشند؟
قاعدتاً بهترین پمپ آب مناسب‌ترین آن برای نیاز خانگی و یا فعالیت صنعتی و باغبانی شما است. پمپ با مشخصه‌های فنی غیرتخصصی از هر برند مطرح که باشد، در فعالیت پیش روی شما ناکارآمد است. لذا با وجود انبوه مدل‌ها، گونه‌ها، ظرفیت‌ها، محصول انواع برندهای مطرح جهانی در قیمت‌های متنوع باید مهارت پیدا کردن بهترین پمپ آب که مناسب‌ترین آنها برای نیاز شما است را داشته باشید. به این ترتیب لازم است تا از نکته‌هایی در نحوه انتخاب پمپ آب اطلاعات کافی کسب کرده باشید.
معیارهای کلیدی در انتخاب پمپ آب
مقدار توان پمپ اولین معیار در انتخاب و کارایی آن است. انواع پمپ آب در گونه‌های نیم اسب، یک اسب، یک‌ونیم اسب و دو اسب بخار مناسب فعالیت‌های خانگی هستند. پمپ‌های 2.5 و 3 اسب بخار از نمونه پمپ آبهای صنعتی و باغبانی می‌باشند. البته از این نمونه‌های قدرتمند 3 اسب بخار در طراحی انواع بوستر پمپ و تأمین آب مجتمع‌های بزرگ مسکونی نیز استفاده می‌شود.
اگر چه مقدار قدرت پمپ آب معیاری کلیدی است؛ اما راهنمای کاملی برای انتخاب پمپ آب مناسب نیست. چرا که در این مسیر نیاز به اطلاعات جامع‌تر مانند مقدار دبی و هد پمپ آب دارید. توان پمپ معرف مقدار قدرت آن است. اما نکته در چگونگی استفاده از این قدرت میباشد. برخی پمپ آب‌ها از قدرت پمپ برای دبی زیاد در هد کم استفاده می‌کنند. اما در طراحی برخی دیگر از پمپ آب‌ها رسیدن به ارتفاع بالاتر معیار اصلی است. به این ترتیب با اندک توجه می‌توانید به نقش کلیدی دبی و هد در انتخاب پمپ آب خانگی و حتی باغبانی پی ببرید. در مقاله روش های تنظیم پمپ آب مفصل از این موضوع صحبت شده است.
