【圖文影片】泵浦、幫浦及抽水馬達的作用和原理是什麼?最新泵浦種類介紹及品牌推薦

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Y-Tech 止漏管夾安裝前

圖片1

Y-Tech 止漏管夾安裝後

泵 (念法:ㄅㄥˋ) 浦又稱為幫浦,是英文 Pump 的譯名。廣泛的指稱任何可以為液體或氣體加壓,以進行輸送的工程機械。小至一般的供水、飲水系統,大至工廠的增壓系統,住家、工業及商業等建築皆離不開泵浦的幫助。本篇會為您介紹幫浦的運作原理,以及常見的泵浦種類,如蠕動泵浦、抽水泵浦、高壓泵浦、沉水泵浦等以及各自的使用情境。另外也會向各位稍微介紹一下市面常見的泵浦品牌有哪些,以及推薦的廠商資訊。

泵浦是如何作用的?我們為什麼需要泵浦?

泵浦是什麼?

如同前面所提,泵浦、幫浦,或是一般俗稱的加壓馬達,指的是任何可以為液體或氣體加壓,以進行輸送的工程機械。泵浦的原理非常簡單,使用電能轉動馬達後,使氣體或液體通過內部構造,利用管徑的改面來增加壓力,使其能夠抵抗位能 (如將水送至頂樓水塔),或被運送至更高或更遠的目的地。

泵浦、幫浦及抽水馬達的詳細構造及原理

泵浦的基本結構離不開一個馬達、進水口、出水口,以及內部加壓結構。舉最常見的離心泵為例,內部的馬達以軸承連接並旋轉螺旋葉片,旋轉葉片的離心力將液體沿著弧形管道推送,並隨著逐漸變大的管徑增加壓力 (管徑變大 = 流速減緩 = 壓力增加),最後由上方出水口送出高壓液體。除了離心泵外,泵浦依不同的性質,還可以分為螺旋槳泵、往復動泵、旋轉泵、噴射泵等等,但都離不開泵浦基本的原理和功用。

離心泵的橫切面,左側為進水口,上方為出水口

以下是離心泵的作用方式的介紹影片,可以看到不同泵浦中不同的構造如何將液體加壓。(聽不懂英文可以開字幕翻譯功能!)

離心泵的運作原理

常見的泵浦種類及使用情境

泵浦最常被拿來運送民生用水,不僅自來水公司會先用泵浦將水抽到高處的儲水處。許多住家也會利用泵浦將日常用水抽到頂樓的水塔儲存,需要時再供應樓下住戶。若樓層太高遇到水壓過低的時候,也會需要在頂樓加裝加壓泵浦維持水壓。

順道一提,許多人常分不清楚「抽水馬達」、「抽水泵浦」的差別,泵浦是由許多結合許多部件所組成的機械,而馬達通常只是提供泵浦動力的零件之一。因此我們一般常說的抽水馬達,其實就是指泵浦比較多!

陸上式泵浦 VS 沉水泵浦

泵浦依安裝的位置大致上可以分為陸上泵浦及沉水泵浦。陸上泵浦是較傳統的款式,安裝於陸地上,通常用來將水抽到住家頂樓的水塔,因需要風散散熱,噪音往往較大。而沉水泵浦則安裝於水下,並由於結構的關係,適合用來抽取汙水、石油等稠度較高或雜質較多的液體。沉水泵浦常用於大樓的地下水池、花園水池、養殖魚場、以及油井。

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陸上式泵浦

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沉水泵浦

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沉水泵浦原理

沉水泵浦看似較為複雜,但其實背後的原理大同小異。沉水泵浦的加壓室其實是由數組與離心泵相似的葉片所組成,液體在經過多組葉片不斷的旋轉與加壓後,以高壓的狀態透過前端的緩閉逆止閥 (Non-Slam Check Valve) 排出,以減少水槌作用。也因此沉水泵浦可達到的壓力往往比陸上式泵浦來的高。另外沉水式泵浦因為設計中沒有狹窄的通道,因此特別適合用來處理汙水或是高黏度的液體。

下面是沉水泵浦原理的介紹影片,可以看到沉水拓浦是如何將液體加壓,有興趣的人可以看看 (聽不懂英文可以開字幕翻譯功能!)

沉水泵浦的運作原理

常見的陸上式泵浦

以下介紹幾種常見的陸上式泵浦及使用時機:

1. 傳統式抽水泵浦

圖片來源:九如牌官網

最常用來將水抽至頂樓水塔,常見於一般公寓,噪音大且馬力較小 (1/2~2 HP)

2. 靜音式抽水泵浦

圖片來源:九如牌官網

傳統抽水泵浦的改良款,解決了噪音問題,聲音較小,用途與一般抽水泵浦相同

3. 循環式抽水泵浦

圖片來源:九如牌官網

冷凍空調較常用到的產品,通常用於水冷式冷氣的水循環散熱

4. 噴射自吸式抽水泵浦

圖片來源:九如牌官網

利用真空製造入水口的吸力,因吸力較強的原因,通常用於液面低於馬達的地方,較不會有損壞問題

5. 多段式抽水抽水泵浦

圖片來源:九如牌官網

多段式抽水機內部含有許多葉片,可根據需求 (揚程、水量) 做適合的搭配。可以達成極高揚程 (山地) 或是極大水量 (冷卻)。

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常見的沉水泵浦

以下介紹幾種常見的沉水式泵浦及使用時機:

清水用

1. 大樓用沉水泵浦

圖片來源:九如牌官網

用在大樓地下室的儲水池,把地下室的儲水向上方住戶運送

2. 井用或山坡地用沉水泵浦

專門在山坡地灌溉或抽取井水使用,因此可達到揚程極高,且可以耐些許土砂

3. 溫泉用沉水泵浦

圖片來源:九如牌官網

抽取溫泉用,可耐熱及耐些微酸鹼

汙水用

4. 家用沉水汙水泵浦

圖片來源:九如牌官網

主要用於清除住宅積水,便於攜帶,可依積水處不同而快速抵達處理

5. 大樓用沉水汙水泵浦

圖片來源:九如牌官網

用於清理大樓地下室汙水池,可以說是使用最廣泛的沉水泵浦。可清理幾乎所有非特殊性液體。

6. 魚池循環用沉水汙水泵浦

圖片來源:九如牌官網

魚池專用的泵浦,可耐酸鹼及水中雜質,馬力小,可長時間運轉

7. 工地泥沙用沉水汙水泵浦

圖片來源:九如牌官網

因用於工地的排水,對於水中泥沙的耐受度非常高,葉輪的材質通常是高強度合金以對抗磨損

8. 直流電沉水泵浦

電瓶或電池即可驅動,通常用在緊急淹水、排水時。輕巧方便攜帶。

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泵浦的其他分類方式

依對流體施加壓力的方式分

  • 容積式泵:包括往復泵和回轉泵(或者叫轉子泵)兩種,輸送的型式為高壓小流量
  • 動力式泵:分為離心泵和漩渦泵兩種,輸送型式為低壓大流量
  • 電磁泵:可用來輸送液態良導體

按結構分

  • 單級泵、多級泵

按用途分

  • 熱泵、計量泵、化工流程泵、試壓泵、真空泵等

按輸送流體分

  • 水泵、油泵、氣泵、酸泵、鹼泵、清水泵、污水泵、泥漿泵、硫磺泵、磷酸泵等。

按驅動方式分

  • 手動泵、蒸汽泵、電動泵、氣動泵、水輪泵、電磁泵、汽輪機泵、柴油機泵等。

按機械部件分

  • 齒輪泵、螺桿泵、柱塞泵、隔膜泵等。

泵浦被廣泛運用的行業及方式

泵浦除了運用在住宅、大樓以外,工業上也時常需要用到泵浦來運送各種氣體、油、液態金屬、酸鹼液等液體,也是化工上用來調節溫度和達到化學反應壓力的重要機械。另外舉凡農業灌溉、漁業養殖、石油業 (鑽油井)、礦業 (排水)、船舶等也都重度仰賴泵浦的使用。食品加工等輕工業也常常看見泵浦的蹤跡。

泵浦安裝、挑選重點 - 揚程、水量及馬力

購買泵浦必須先了解三個參數,並依據自己的使用情況選擇,才能夠正確的安裝泵浦,這三個重要的數值分別是揚程、馬力和水量。當然其他可能還要考慮阻力損、液體渦流損、水位落差值,諮詢銷售廠商會較為準確,這邊就不贅述。

揚程 (H) 的定義和代表的意義

揚程指的是泵浦可以把加壓液體液面提升的高度,單位是公尺 (m),通常以 H 代表。揚程分為吸水揚程及壓水揚程,前者是由葉輪中心以下可吸水的高度,後者是由葉輪中心以上的垂直高度。因此泵浦的揚程即為吸水和壓水揚程的總和。簡單來說,泵浦的馬力越大,就可以將液面推到更高的地方,揚程也就越大。另外,液體的密度也會影響揚程,公式如下:

揚程 (H) = 壓力 (kgw/m²) / 液體重量密度 (kgw/m³)

壓力與揚程換算表

流量 (Q) 的定義和代表的意義

流量則是指單位時間內所送出的液體量,或是輸送量,有多種單位可以表示,常以英文 Q 代表。泵浦的流量會影響到配管的粗細,越大流量的泵浦要配越粗的管,以免造成管線損壞、漏水或噪音。在一定的揚程下,要輸送越大流量的液體,泵浦的馬力也要越大。由上面的公式可以推算得出:

揚程(H) = 功率(Nm/s) / 比重量(N/m³) ‧ 流量(m³/s)

流量換算表

揚程 (H)、流量 (Q) 及馬力的關係

直觀而言,泵浦馬力越大,就可以將越大流量的液體送的越高。因此馬力和揚程、流量成正相關,流量則與揚程呈反向關係。上方的算式稍微移動後可得到:

功率(Nm/s)  = 比重量(N/m³) ‧ 流量(m³/s) ‧ 揚程(H)

這代表什麼呢?每台泵浦都有各自的揚程-流量曲線,簡稱 HQ 曲線,代表著泵浦全速運轉時,流量或揚程最大可以配對到多少。

善用 HQ 曲線圖

HQ 曲線圖的 Y 軸是揚程,X 軸是流量。而曲線以下則是泵浦可以運作的範圍。當流量增加時,揚程勢必會下降,而當揚程降低時,流量就可以提升。在選擇泵浦的時候,只要先找出自己所需的揚程及水量,就可以在 HQ 曲線上找到相對應的泵浦馬力值。

舉例:根據此圖,若想將水送上 10 公尺高處,水量需求 500 (L/min),則至少必須選擇 3 HP 的泵浦。

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推薦及常見的泵浦加壓機品牌

選購泵浦時,一定會想知道哪一個品牌的加壓機比較好用或耐用?其實品牌好壞見仁見智,目前加壓泵浦的技術已經非常成熟,各品牌產品也都有一定品質且噪音不大。建議一開始可以先從知名品牌開始選擇。

目前台灣市佔規模最大的泵浦、加壓馬達品牌分別是大井泵浦及木川泵浦。大井加壓馬達、大井抽水馬達更因為因出水穩定、噪音小、故障率低幾乎囊獲大半市場。

大井泵浦介紹

大井泵浦成立於1967年,在水泵設計研發、製造生產與銷售服務已有五十年的歷史。以堅強的技術實力和極高的產品品質,屢屢榮獲台灣精品獎等多個獎項。大井泵浦的產品除了在台灣被廣泛採用之外,還大量外銷至歐美、日本、南美等各地,並取得多項設計專利。若你正考慮添購或更新泵浦,大井泵浦會是你的絕佳選擇。

木川泵浦介紹

木川泵浦創立於 1979 年,雖然起步較大井泵浦來的晚,但仍然以堅強的產品實力即不斷創新的態度,扎扎實實的打下了自己的一片市場。木川泵浦專注於提供使用者最好的產品體驗,並在台灣有著完善的售後服務與維修系統,讓所有的使用者都可以得到最完善的照顧。另外木川泵浦的官方網站也提供了大量的泵浦相關知識及技術支援,非常值得一看!

九如牌泵浦介紹

九如牌泵浦創立於1969年,是台灣第一間生產家庭用水壓機(加壓馬達)、消防泵浦、變頻恆壓泵浦機組的水泵浦專業製造商。除了家用抽水馬達外,九如牌也致力於專業生產與研發各式各樣種類的水泵浦,包括空調/揚水用離心泵、農業灌溉用泵、消防泵浦、沉水式污物廢水泵、大樓用沉水泵、深井泵、變頻恆壓泵系統、養殖漁業用沉水泵與各種工業專用水泵等等。

除了研發多樣化、多用途的產品外,九如牌也持續追求產品的品質,通過如 ISO9001;2000、CNS、CE 等各項國內外認證。可以說是實力堅強的老字號品牌。

九如牌獲得的各式認證

除了上述兩家外,國內的川泉、國外的葛蘭富、富蘭克林在沉水馬達泵浦也有非常亮眼的表現。其他如光泉牌等也都有一些優秀的產品。建議選擇抽水泵浦或抽水馬達時可以先從這些品牌開始研究、詢問!

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