Водата е безценен природен дар, без който е немислим всякъкъв живот.Затово хорато винаги са се стремели да изграждат домовете си в близост до различни природни водоизточници. С развитието на човешката цивилизация, нуждите от вода за битови нужди стават все по-големи, което налага развитието на различни техники и начини за доставянето и. Съвременната помпа има дълга история. Още в древността хората започват да търсят способи за лесно доставяне на вода от различни водоизточници.Първи прототип на водна помпа е изобретен още през 210 г.пр.н.е от древногръцкия учен Архимед. Тя представлява водоподемна машина, която между другото се използва и до днес, и е известна с наименованието архимедов винт. Това просто устройство се поставя наклонено спрямо хоризонта на около 40гр., като долния му край се потапя във водата. Посредством ръчно задвижване то може да издига вода на 3-4 метра височина. Погледнато в исторически план, хората непрекъснато са развивали технологията на изпомпване на вода за различни нужди. Например първата помпа за гасене на пожари е изобретена от древногръцкия механик Ктесибий, описана още през 1 век пр.н.е. от друг древногръцки учен - Херон. Най-елементарните двойнобутални дървени помпи за добиване на вода от кладенци вероятно са съществували още по-отдавна. До началото на 18 век, буталните помпи, в сравнение с водоподемните машини, са се използвали сравнително по-рядко. По-късно, с нарастването на потреблението и височината, на която водата трябва да се подава, особено след появата на парната машина, помпите постепенно изместили водоподемните машини. Изискванията към тях и условията на експлоатация ставали все по-разнообразни, затова наред с буталните, започват да произвеждат и помпи с ротационно движение, а също различни устройства за напорна подаване на течности. И така помпите търпят непрекъснато развитие и до днес,с цел обезпечяване на постоянно водоподаване в различни видове сгради. В настоящия материал ще разгледами по-подробно утвърдените начини за автономно водоснабдяване от независим източник - кладенец, подпочвени води или водоем.
Съвременното инжинерно оборудване предлага на потребителя различни средства за обезпечаване на водоснабдяването там, където не е възможно включването към централен водопровод /индивидулни къщи извън населени места, вили, малки селища/ или приниско налягане в магистралата, недостатъчно за пълноценно водоползване. По принцип, помпите, използвани за независимо битово водоснабдяване, седелят на два основни типа: за открит монтаж /наземни/ и потопяеми, като могат да се обособят според вида на използвания източник.
Монтират се извън водоизточника и обикновено могат да изпомпват вода от водоеми, плитки кладенци или подпочвени води с дълбочина до 7-8 метра. Повечето помпи от този тип имат производителност 3-5м3/ч. и създават напор от 45-60 метра воден стълб. Ако този тип помпа се обедини с мембранен хидроакумулаторен съд и реле за налягане, ще се получи хидрофорна уредба. Помпите за открит монтаж се разделят на два основни типа: несамозасмукващи и самозасмукващи. Първите се използват за повишаване на налягането в съществуващи водопроводи, а самозасмукващите апарати са предназначени за изпомпване на вода непосредствено от източника, като преди включване трябва да се напълнят с вода. В зависимост от конкретното приложение са възможни различни схеми на включване на наземните помпи. Когато е необходимо усилване на налягането от централната мрежа, помпата може да се включи или директно към нея или на изхода на междинен резервоар, свързан с главния водопровод. Вариантът директно подаване на вода към помпата е по-предпочитан, тъй като така помпената инсталация може да използва съществуващото налягане във водопровода, без да е необходимо предварително усилване. В зависимост от региона, налягането в централния водопровод варира между 1,5-4.0Ваг. Когато междинният резервоар е разположен върху покрива на сградата, се използва помпа за пренос на вода от основната мрежа. Тя се разполага в приземния етаж в близост до водопровода. При високи сгради, с цел безпрепятствено водоподаване, се налага разделяне на водоснабдителната система на отделни зони, всяка захранвана от отделна напорна помпа. Така се избягва вариране на налягането в системата между отделните етажи, като минималната му стойност в най-горните части на дадена зона не бива да е под 1,5-2Ваг, а максималната - над 4-4,5Ваг в най-ниските. Според конструкцията си, в зависимост от броя на работните колела, помпите биват едно- и многостъпални, като по-големият брой степени позволява да се достигнат високо налягане и производителност. Наред с агрегатите, осигуряващи засмукване и подаване на вода за сметка на въртенето на работни колела, в битовото водоснабдяване се използват и поми работещи на струен принцип. В този случай необходимото разреждане се създава в помпата след минаване на част от течността през специално устройство - ежектор, което се спуска на дъното на сондажния кладенец или отвор. По принцип, това е тръба на Вентури, в която се отправя част от водата и се изпомпва чрез самозасмукваща помпа. Действието на ежектора е съпроводено с шум, затова този тип помпи не трябва да се монтират в жилищни помещения. Повечето автоматични системи за водоснабдяване със струйни помпи работят надеждно при дълбочини от порядъка на 18-30м. Понякога те се използват и за нагнетяване в битови водоснабдителни системи. По правило, за битови цели се използват наземни помпи с хоризонтално изпълнение. Вертикалните конструкции обикновено са оборудване за високонапорни станции, служещи за повишаване на налягането, но и сред тях има модели, които се използват в битовото водоснабдяване. На база на отделни помпи се изработват битови министанции, които могат да обслужват достатъчно големи обекти, например многоетажни кооперации или малки селища.
Потопяемите помпи могат да се срещнат и под наименованието сондажни. Как се подразбира от името им, те работят изцяло потопени във вода и се използват за подаването й от голяма дълбочина (посредством стоманено въже се спускат в кладенци или сондажни отвори). Чрез хоризонтално монтиране на потопяема помпа може да се обезпечи също така и изпомпване на вода от реки или езера, когато те се намират на далечно разстояние от сградата и е необходим голям напор. Тъй като те трябва да работят при екстремни условия, в устройството и се използват специални материали и технически решения. Според конструкцията си, сондажните помпи са многостъпални. Производителите предлагат както модели, които се спускат в плитки водохранилища и служат за доставяне на малки обеми вода, така и такива, способни да създават напор до няколкостотин метра воден стълб и да осигуряват дебит от порядъка на десетки или стотици мЗ/ч. Подобни помпи могат да доставят вода от дълбоки сондажи и да осигуряват водоснабдяването на малки и средни по големина селища. По принцип потопяемата помпа е от центробежен тип, с различен брой работни колела (предавки) и водозащитен електрически двигател. Тя е проектирана така, че охлаждането на работещия мотор да се извършва от потока вода, в която е потопена цялата помпа. Скоростта на този поток трябва да е не по-малка от предварително пресметната и посочена от производителя стойност, указана в техническата документация на агрегата. Реалната величина зависи от съотношението между диаметъра на сондажния кладенец и двигателя. В случаите, когато потопяемата помпа се разполага хоризонтално, или диаметърът на сондажния отвор е твърде голям (например кладенец с диаметър 1м), е необходимо тя да се монтира в охлаждащ кожух - метална тръба. Освен това, помпата трябва да бъде закрепена по оста на кожуха, без да го докосва,в противен случай охлаждането няма да е пълно). В зависимост от това доколко е чист водоизточникът, се използват два типа потопяеми помпи. Първите засмукват вода отдолу през мрежа, възпрепятстват минаването на големи частици. При вторият тип водата постъпва през специален щуцер, който е съединен с плаващ филтър посредством гъвкав шланг (филтъра се държи над водата от поплавък). Това изключва попадането в помпата на пясък и мръсотия от дъното на кладенеца. За избягване на засмукване на частици, плаващи по повърхността, отворът на филтъра се разполага на няколко сантиметра под нивото на водата. По правило по такъв начин се осъществява и водозабора в системи, изградени с помпи за открит монтаж. Електрозахранването при наземните и потопяеми помпи се осъществява посредством електрически кабел за външен монтаж (с изолация, устойчива на климатичните условия). Той може да се прокара както под земята, така и окачен - посредством въздушна линия. Препоръчваната височина на въздушната линия трябва да е не по-малко от 5м (от нивото на земята до най-ниската точка на кабела), като разположението й трябва да е встрани от пешеходни пътища и високи дървета. Сечението на кабела се уточнява в зависимост от консумацията на помпата и допустимия пад на напрежение. Важна подробност е, че дължината на захранващия кабел варира с изменение на външната температура, затова, за да се защити от повреда, при инсталирането му трябва да се предвидят компенсиращи намотки.
Технологията, при която отделната помпа (самозасмукваща или несамозасмукваща), автоматично се включва при всяко използване на водата позволява да се откажем от изграждане на открит резервоар, както и да обезпечим необходимия напор в системата за битово водоснабдяване. Това се осъществява с помощта на специални устройства, които се различават според принципа си на действие и конструкцията при различните производители на помпено оборудване. Едно от решенията е използване на вграден подвижен магнит и рид-реле. Веднага след като потребителят отвори крана и налягането във водопровода намалее, магнитът се задвижва, релето сработва и включва електрическата верига на помпата. За да се осигури непрекъснато водоснабдяване, помпата се изключва няколко секунди след затварянето на крана. Това създава в системата запас от вода и позволява да се избегне монтирането на буферен резервоар. Подобен тип устройство защитава водопроводната система и от прекомерно високо налягане (обикновено заводската настройка е 2.2 или 2.7Ваг) и има вграден обратен клапан (без него водата от тръбопровода при изключена помпа отново ще се връща в източника). Снабдена с такъв прибор, помпата се превръща в компактна и достатъчно евтина автоматична станция. Недостатък тук е необходимостта от непрекъснато включване на помпата при всяко отваряне на крана. Това снижава срока на работа на системата.
Т.нар. пресостат е изключително важен елемент от системата за автономно водоснабдяване. Представлява управляващо устройство, което поддържа в определени граници налягането във водопроводната инсталация. Релето включва помпата при падане на налягането (при голям разход на вода) и я изключва при достигане на определена, предварително зададена стойност. Минималната и максимална стойност могат да се настройват в определен интервал.
Помпеният агрегат може да работи по-икономично при оборудването му с напорен резервоар (хидроакумулатор). Той представлява метален съд, разделен на две части посредством обемна или плоска еластична мембрана. Едната част на резервоара е директно свързана към водопроводната мрежа, а другата е напълнена с въздух или азот. При напомпване на вода в първата част намиращият се във втория отсек газ се сгъстява. Това продължава до тогава, докато налягането в системата не стигне зададена стойност (работата на помпата се управлява от реле за налягане). При отваряне на крана, сгъстения газ изтласква водата в системата, налягането в резервоара се понижава и релето отново включва помпата. По правило автоматиката се настройва така че, водната част на резервоара винаги да остава запълнена поне на една трета. Обикновено тези системи се комплектуват с мембранни резервоари, чийто обем зависи от потреблението на вода и количеството пускове за час. По този начин отпада необходимостта за включване на помпата при всяко отваряне на водопроводния кран. Понастоящем на пазара могат да се намерят и компактни хидрофорни системи от различни производители. Оборудването може да се купи и като отделни елементи. За разлика от откритите резервоари, при мембранните не е задължително монтирането в най-високата точка на системата, а и размерите им не са толкова големи. За водоснабдяване с питейна вода трябва да се използват резервоари, имащи хигиенен сертификат. В някои случаи (например когато водата се подава периодично) има смисъл от използване на обикновен резервоар за вода в съчетание с хидрофорна инсталация. В този случай резервоара може да се монтира в приземния етаж на сградата. В него се събира запас от вода, а подаването й до крановете се осъществява с помпа. При това няма необходимост от използване на самозасмукващ апарат, е по-добре да се използва система с обикновена несамозасмукваща помпа, която ще работи и по-тихо. В никакъв случай не бъркайте хидроакумулатора с разширителен съд. Въпреки че много си приличат по външен вид, вторият е предназначен за компенсиране на топлинното разширение на топлоносителя в системите за отопление. Разширителният съд има по-проста вътрешна конструкция и не се използва в инсталациите за питейна вода, а поради тази причина и цената му е по-ниска.