Расчет основных параметров водопроводной системы
Рис. 6 Потери в водопроводной системе в зависимости от диаметра труб
При выборе и расчете электрического скважинного насоса для водопровода необходимо, с учетом приведенных выше данных, правильно подобрать его следующие параметры.
Вид электронасоса по принципу действия. Как указывалось выше, скважинный насос выбирается по принципу работы индивидуально для каждого вида водозаборной емкости.
Глубина погружения. Значение в паспортных данных помпы не должно быть ниже разницы между динамическим и статическим уровнем.
Часто требуется ухаживать за растениями на участке, поэтому водоснабжение должно учитывать расходы на полив. Рассчитать мощность и объем подачи можно с помощью таблиц или произведя расчеты калькулятором, суммировав все показатели.
Рис. 7 Суточные нормы потребления
Высота подъема. Основной параметр помпы, который подлежит точному расчету. Указанный в паспортных данных напор должен выполнять следующие функции:
- Подъем жидкости из водозаборной емкости на высоту до поверхности с расстояния 1 — 2 м. ниже динамического уровня.
- Горизонтальную подачу потребителю. При расчетах принимают 1 м. вертикального столба равным 10 м. горизонтальных пластиковых труб диаметром 1 дюйм. При снижении диаметра труб подача существенно падает, трубы меньшего диаметра редко используются в водопроводной системе. Невыгодно использовать и стальные трубы, гидравлическое сопротивление которых больше пластиковых и подача уменьшена в 0,7 раза.
- Рабочее давление. Насосу необходимо обеспечивать давление для работы системы, стандартные значения которого 1,4 — 2,8 бар. (1 бар. приблизительно равен 1 атм. или 10 м. вертикального водного столба).
Рис. 8 Таблица гидравлических потерь
H тр – искомое значение для глубинного насоса.
H гео – высота подъема и длина горизонтального участка в вертикальных метрах водного столба.
H потерь – сумма потерь в водопроводной системе, устанавливается по таблицам или расчетами. Данные потери связаны с трением жидкости о поверхность труб, а также падением скорости в коленах и тройниках.
https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyright
Расчет производительности и высоты подъема является основной задачей при выборе насосного оборудования. Первый параметр можно установить по нормам потребления на одного человека, при расчете напора суммируют длину вертикального участка, протяженность горизонтальной линии и давление в системе, переведенные в метры водного столба. Расчет мощности в этом случае не понадобится, она будет зависеть от производительности погружного электронасоса и высоты подъема жидкости.
Расстояние от дома до скважины
На первый взгляд может показаться, что этот параметр является не таким уж и важным. Естественно, выяснить этот показатель из паспорта на скважину не удастся. Однако вам не обойтись без него, чтобы подобрать подходящую модель насоса. Опираясь на этот показатель, вы узнаете, с какой дополнительной нагрузкой придется справляться скважинному насосу Grundfos для подъема воды, скажем, в гидроаккумулятор, размещенный в доме.
Имейте в виду, что на каждые 10 метров по горизонтали будет приходиться 1 метр по вертикали, иными словами, это будет соответствовать 0,1 атмосферы, которые будут создаваться в размещенной в траншее трубе.
Давление в гидроаккумуляторе гидробака. Учитывая назначение скважинного насоса, чаще всего добываемая вода поступает именно в гидробак, а оттуда она идет в систему уже под давлением. Но перед этим насосу придется справиться с сопротивлением, которое поддерживается в системе гидробака
Поэтому, чтобы подобрать эффективно работающий скважинный насос, вам необходимо принять во внимание и этот момент. Скажем, в гидробаке емкостью до 300 литров поддерживаемое давление обычно находится на уровне 3,5 атмосферы
Что касается моделей, объем которых превышает 300 литров, то в них создается давление на уровне 5 атмосфер.
Необходимый расчетный расход воды. Для определения этого показателя необходимо исходить из числа постоянно проживающих в доме людей, включая и тех, кто на время приедет и будет пользоваться системой водоснабжения. Другим параметром, на который необходимо обратить внимание, является число точек водоразбора. В среднем же, если рассматривать в качестве примера стандартный дачный дом, в нём на одного человека в час должно приходиться порядка 120-180 литров. Для расчета же необходимого показателя для скважинного насоса следует это значение перемножить на количество проживающих людей в доме
Важно помнить и о том, что здесь подразумевается среднее значение, а потому необходимо предусмотреть запас при подборе насосной установки. Может случиться так, что при использовании одновременно всех точек водоразбора норма расхода воды может превысить расходный показатель в 120-180 литров
Иными словами, чтобы подобные колебания не оставили какую-либо точку потребления без воды, желательно, чтобы на каждого проживающего приходилось около 300-400 литров в час.
Определение напора
Когда будет рассчитана максимальная норма расхода с учетом характеристик скважины, потребуется определить необходимый максимальный напор. Упростить решение этой задачи можно, если воспользоваться следующей формулой:
Н = Ptapx10,2 + Hgeo + SHf ,
где Ptap – давление, которое должно поддерживаться в системе. Чаще всего оно соответствует показателю в 2-3 бара. Именно такой уровень поддерживается в обычный городской сети;
Hgeo — геодезический напор. Этот параметр рассчитывается как расстояние между динамическим уровнем и максимальной точкой водоразбора, в качестве единицы измерения используются метры водного столба;
SHf — общее число потерь напора по длине, возникающих в результате движения воды по трубопроводу, потерь, возникающих на конкретных участках системы – поворотах, тройниках, задвижках и пр.
Следует учесть, что за местные потери берется показатель в 15-20% от потерь по длине
Важным параметром, который должен быть принят во внимание, является наличие в системе фильтра. Он также может приводить к потере напора, и его можно рассматривать как источник местных потерь
При этом их величина может быть довольно большой. Разница по их количеству может быть связана с типом и размерами фильтра. Чтобы получить более точные сведения об этом показателе, следует заглянуть в паспорт на установленный фильтр.
Обвязка насоса скважины
Для правильной обвязки скважинного насоса нам понадобится:
- Насос
- Обратный клапан ГГ + ниппель (либо обратный клапан ГШ)
- Муфта ПНД с наружной резьбой
- Труба ПНД
- Оголовок герметичный ОГС 113/125 или ОГС 127/165 (зависит от диаметра обсадной трубы)
- Угол ПНД обжимной (для поворота трубы)
- Шнур полиамидный 6мм или 8мм (для подвешивания насоса)
- Автоматика
Бывает три типа автоматики:
1. Блочная (собирается по частям и состоит из Штуцера 5-ти выводного, Штуцера 3-х выводного; Реле давления PM/5G, PA 12 MI; Манометра; Датчика сухого хода; Реле протока воды WATTS)
2. В сборе (Реле давления PM/5-3W, Турбипресс)
3. В сборе с компенсатором гидроударов (Блок автоматики PS-01A, PS-01С)
Гидроаккумулятор или Бак для воды ATV (рекомендуется с баком использовать автоматику PS-01A)
Следует учесть, что у гидроаккумулятора указывается полный объем.
Помните, основное предназначение — компенсация гидроударов.
Слишком большой объем может привести к эффекту застаивания воды .
Так гидроаккумулятор на 24л будет запасать всего 11,3л.
Если гидроаккумулятор будет удален от автоматики, то дополнительно понадобится Муфта ПНД с наружной резьбой 1″ и Муфта ПНД с внутренней резьбой 1″
Муфта ПНД с наружной резьбой 1″ для отвода трубы после автоматики
Дополнительные элементы сантехники на Ваше усмотрение (краны, тройники, ниппели и т.д.)
Кессон (На Ваше усмотрение)
Кессон — это колодец, в котором размещается верхняя часть скважины и герметичный оголовок. Применяется как правило для избегания попадания мусора на поверхность участка скважины. Также в декоративных целях, когда скважина находится где-то на участке. Состоит из кольца полимерно-песчаного, конуса, дна и люка.
- Утеплитель трубы при прокладке в земле (вспененный полиэтилен или пенополистирол)
- Греющий кабель
Крепится на открытые участки трубопровода в скважине (до воды) и трубе проложенной до дома (в утеплителе). Также кабель бывает двух исполнений: наружный кабель (крепится на поверхности трубы) и внутренний кабель (протягивается внутри трубы).
Как правило для наружного кабеля используется не пищевая термоусадка , но для внутреннего кабеля помимо пищевой термоусадки понадобится еще специальный сальник АКС1 для введения кабеля в трубу и тройник с внутренней резьбой под сальник на 3/4 или 1/2. Как правило обычно подходит тройник 1″х3/4х1″ или 1″х1/2х1″.
Также Вы всегда можете проконсультироваться у наших менеджеров, позвонив по телефону (351)222-10-92, заказать звонок (через форму на сайте) или связаться он-лайн.
.Вы можете позвонить нашим менеджерам по телефону +7 (351) 222-10-92 и проконсультироваться по интересующим Вас вопросам. Сайт компании ВИКО: www.td-viko74.ru «ВИКО» — инженерная сантехника в Челябинске
Алгоритм расчет мощности насоса для скважин на воду.
1. Первый этап заключается в выборе типа оборудования – самовсасывающее или погружное. Для того, что бы определится, что вам нужно, следует детально ознакомиться с основными характеристиками и параметрами насосов. К примеру, оборудование насоса самовсасывающего типа доставляет воду на поверхность земли с глубин порядка 7 м без применения эжектора и до 9 м со встроенным эжектором.
Также есть специальные насосы с выносным эжектором, которые могут доставлять воду с глубин около 40 м.
https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertise
Совет: нет необходимости применять подобного рода оборудование, так как в момент забора воды данный тип насоса часть жидкости закачивает назад в скважину, тратя при этом лишнюю энергию, что является очень неэкономично.
• можно использовать, как небольшую насосную станцию. Нужно просто подсоединить оборудование к скважине и уже можно качать воду;
• есть постоянный доступ для проведения ремонта и диагностики оборудования, так как сам насос находится сверху. Также он работает в более комфортных условиях, по сравнению с погруженным оборудованием.
3. Что бы определиться, какой тип насоса необходим в вашем случае, нужно выяснить дебит самой скважины. Исходя из этого, производительность насоса должна быть на 10-30% меньше. В противном случае скважина на воду будет постоянно заиливаться.
4. Для удовлетворения конкретных потребностей нужно определить минимальную мощность оборудования. Так, для больших промышленных объектов расчет зависит от количества работающего персонала и производственной мощности. Такого рода промышленные насосы обычно оснащают частотным преобразователем или автоматической системой с плавким пуском.
Что необходимо знать при выборе насоса
Схема установки скважинного насоса.
Когда осуществляется выбор насоса, необходимо учитывать такие параметры, как:
Общая глубина скважины. Такая информация содержится в прилагаемом паспорте. Оборудование принято устанавливать на высоте от 1 м от уровня дна.
Динамический уровень воды. Насос необходимо ставить ниже этого уровня, он также указывается в паспорте
Статический уровень тоже важно учесть.
Диаметр скважины, чтобы правильно подобрать размер глубинного насоса, его адаптера, оголовка, крышки для устья скважины.
Дебит – это данные о производительности источника, скважинный насос не должен иметь производительность большую, чем у скважины. В идеале выбор надо делать таким образом, чтобы производительность оборудования была примерно на 5-10% меньше, чем дебит источника.
Размер, глубина фильтровальной части. Скважинный насос надо располагать таким образом, чтобы двигатель находился выше фильтра
Только в этом случае система будет работать без сбоев.
Расстояние от дома до скважины. Учитывается не только горизонтальное значение, но и высота, на которую поднимаются трубы.
Этажность, расположение самой верхней точки водоразбора.
Место, где установлена автоматика для управления насосом.
Вариант электропитания, который обеспечивает энергией скважинный насос.
Скважинный насос надо располагать таким образом, чтобы двигатель находился выше фильтра. Только в этом случае система будет работать без сбоев.
Расстояние от дома до скважины. Учитывается не только горизонтальное значение, но и высота, на которую поднимаются трубы.
Этажность, расположение самой верхней точки водоразбора.
Место, где установлена автоматика для управления насосом.
Вариант электропитания, который обеспечивает энергией скважинный насос.
Общие критерии выбора насоса для скважины на загородном участке:
- Мощность оборудования. Подбор агрегата зависит от глубины источника, необходимого напора и планируемого расхода воды для дома. Нельзя делать выбор без учета этого параметра.
- Глубина, которую имеет скважина. Этот параметр важен для выбора насоса, многие его считают одним из первых. Например, поверхностные насосы можно применять только для неглубоких источников и колодцев, а для водяных скважин используются только глубинные модели.
- Выбор осуществляется на основе того, каким будет планируемый расход воды, т. е. какой должна быть производительность насоса.
Потребный напор насоса для водопровода без гидроаккумулятора
Схема водопровода без гидроаккумулятора.
Если в водопроводной системе нет гидроакумулятора, то единственным устройством, создающим давление, является насос. В таком случае расчет потребного напора очень прост: нужно сложить полученные выше напоры: H = Hвыс + Hсопр + Hпотр = 20 + 5 + 30 = 55 м.
Водопроводная система без гидроаккумулятора может быть уместной в системах полива, в небольших дачных домах, где проживают сезонно или пользуются водой редко. При частом и регулярном потреблении воды насос то и дело будет включаться/выключаться восстанавливая необходимое давление в водопроводе. Такой режим работы уменьшает срок службы насоса. Чтобы сгладить потребление воды, используется гидроаккумулятор.
Пример проведения расчета мощности насоса для скважин на воду.
В данном примере будет показано, как рассчитать насос для скважины. Допустим в семье 4 человека. Живут они за городом, в частном доме с садом и огородом. Для расчета возьмем насос мощностью 1,7 м3/час.
Нужно определить достаточно ли будет напора этого насоса, что бы доставить воду к ванной комнате, которая расположена на втором этаже дома.
Совет: не забудьте учесть дебит скважины и сравнить с ним мощность помпы.
• Н — минимальный напор, м;
• P – стандартная величина и равна 2,5-3 атм;
• ∆H – это разница между максимальной точкой водоразбора и динамическим уровнем воды, м. Если используется всасывающий насос, то тогда в качестве данной величины берется расстояние между наивысшей точкой водоразбора и самим оборудованием насоса;
• ∑∆P – величина характеризующая гидравлические потери на трубопроводе (примерно 10% от его длинны), фильтрах, углах, тройниках (15-20%).
После проведения расчетов нужно подобрать модель насоса, который по своим характеристикам наиболее близко подходит к рассчитанным ранее показателям. Далее необходимо сравнить диаметры скважины и помпы. В случае использования погружной помпы, ее диаметр должен быть меньше. Если в инструкции предусмотрена установка скважинного адаптера, то нужно сделать так, что бы насос проходил там, где расположена его статическая составляющая.
Что еще влияет на выбор
На подбор насоса для системы отопления, кроме основных его параметров (напора и подачи) могут влиять и некоторые другие факторы, например, такие как: производитель, качество изготовления, долговечность, максимальная температура эксплуатации, стоимость, и др. Зачастую они связаны между собой. Качественные насосы надежных производителей, таких как «Grundfos», «Wilo», «DAB», «Lowara», «Ebara» и «Pedrollo», обычно, имеют большую стоимость. Китайские или отечественные модели, как правило, намного дешевле, но нет гарантии в их надежности и длительной работе. Тут уже все зависит от личного выбора: то ли качественное надежное изделие по более высокой цене или более дешевый, но менее надежный циркуляционный насос, который, возможно, в скором времени придется менять. Иногда, чтобы сэкономить, приобретают б/у «Grundfos» или «Wilo». Часто, они нормально работают дольше новых китайских, но если приобретены у проверенных специалистов, которые могут дать определенную гарантию.
Еще один параметр технической характеристики, который может быть важным при выборе циркуляционного насоса – максимально допустимая температура его эксплуатации, которая также должна быть в его паспорте или инструкции по эксплуатации
Это особенно важно, если насос предполагается установить в системе отопления с твердотопливным котлом на подающей трубе. Максимально допустимая температура эксплуатации его, в этом случае, должна быть не менее 110 о С. Если же, он будет устанавливаться на обратной магистрали, то этот параметр не столь важен, так как температура теплоносителя в этом месте редко превышает 70 о С
Если же, он будет устанавливаться на обратной магистрали, то этот параметр не столь важен, так как температура теплоносителя в этом месте редко превышает 70 о С.
Система отопления в частном или загородном доме нуждается в специальном насосе, который будет помогать теплоносителю, циркулировать по трубам. Благодаря такому циркуляционному насосу удается добиться того, что все помещения в доме нагреваются наиболее равномерным образом. Установка такого устройства предполагает проведение некоторых расчетов. Расчет насоса для отопления может зависеть от некоторых определенных обстоятельств. Для начала, необходимо определиться с типом насоса. Насос может быть «мокрым» или «сухим». Их отличие состоит в том, что у первого насоса рабочая область находится под слоем воды, то есть, в перекачиваемой среде.
Такой насос не нуждается в дополнительной смазке или увлажнении. Однако необходимо учесть, что водяной напор или сопротивление во многом могут оказывать влияние на функциональную мощность агрегата. Разберемся же, как рассчитать насос для отопления.
Сопротивление
Помимо необходимости в выталкивании воды на определенную высоту, насос должен быть способен преодолеть сопротивление, создающееся в трубопроводе. Слишком узкая труба усилит сопротивление и производительность системы будет падать, а слишком широкая потребует излишних затрат. Следует оптимально подобрать диаметр водовода для отсутствия лишнего сопротивления.
Для расчета сопротивления ознакомьтесь с графиком потери напора для трубы конкретного вида и диаметра: так вы сможете высчитать потери при определенном объеме воды. Если график отсутствует или не хочется считать, воспользуйтесь простой рекомендацией, приведенной ниже:
Рекомендованный диаметр трубы ПНД:
- подача до 1,5 м3/час – 25 мм
- подача до 3 м3/час – 32 мм
Подключение
- Как подключаются насосные станции повышения давления или автономного водоснабжения?
Вот основные правила их монтажа:
Всасывающий патрубок должен быть оборудован обратным клапаном. Если станция подает воду из колодца или скважины, клапан ставится на конце всасывающей трубы. У устройства, повышающего напор, или обеспечивающего резервное водоснабжение из емкости, его можно установить непосредственно на корпусе;
Обратный клапан на всасывающем патрубке насоса
Обратите внимание на соотношение диаметров труб на входе и выходе насоса
Если к водопроводу подключается заливной клапан накопительной емкости резервного водоснабжения, отвод на него должен быть врезан до выхода насосной станции. Между врезками опять-таки монтируется обратный клапан. Он исключит переток воды в магистраль водоснабжения или в емкость.
Обратный клапан между врезками накопительной емкости и насосной станции на вводе водоснабжения
Схема водоснабжения с резервной емкостью с указанием положения обратных клапанов
Расчёт напора скважинного насоса
Расчёт напора осуществляется по следующей формуле:
Напор = (расстояние от точки установки насоса в скважине до поверхности земли + горизонтальное расстояние от скважины до ближайшей точки водоразбора * + высота самой высокой точки водоразбора в доме) × коэффициент водопроводного сопротивления **
Если скважинный насос будет эксплуатироваться вместе с накопительным резервуаром, то к приведенной выше формуле расчёта напора необходимо добавить значение давления в накопительной ёмкости:
Напор = (расстояние от точки установки насоса в скважине до поверхности земли + горизонтальное расстояние от скважины до ближайшей точки водоразбора + высота самой высокой точки водоразбора в доме + давление в накопительной ёмкости ***) × коэффициент водопроводного сопротивления
Примечание
* – при расчёте учтите, что 1 вертикальный метр равняется 10 горизонтальным; ** – коэффициент водопроводного сопротивления всегда равен 1.15; *** – каждая атмосфера приравнивается к 10 вертикальным метрам.
Бытовая математика
Для наглядности смоделируем ситуацию, в которой семье из четырёх человек необходимо подобрать насос для скважины глубиной 80 метров. Динамический уровень источника не опускается ниже 62 метров, то есть насос будет установлен на 60-ти метровой глубине. Расстояние от скважины до дома – 80 метров. Высота самой высокой точки водоразбора – 7 метров. В системе водоснабжения есть накопительный бак ёмкостью 300 литров, то есть для функционирования всей системы внутри гидроаккумулятора необходимо создать давление в 3,5 атмосфер. Считаем:
Напор=(60+80/10+3,5×10)×1,15=126,5 метров.
Какой насос нужен для скважины в данном случае? – отличным вариантом будет приобрести Grundfos SQ 3-105 , максимальное значение напора которого составляет 147 метров, при производительности 4,4 м³/ч.
В этом материале мы детально разобрали, как рассчитать насос для скважины. Надеемся, что после прочтения данной статьи вы сможете без посторонней помощи рассчитать и выбрать скважинный насос, который благодаря грамотному подходу прослужит не один год.
Расчет насоса для скважины производится после изготовления скважины, получения паспорта на нее. Документация выдается специалистами компаний, в которых заказывается услуга. В ней указаны основные параметры скважины – подача, уровни зеркала, конструкция фильтра на забое. При заполнении паспорта скважины применяется профессиональное оборудование, многократно превосходящее бытовые насосы. Поэтому пользователь может смело выбирать любую модификацию поверхностного, погружного насоса в указанных пределах. В идеале производительность скважинного насоса должна быть на 5-10% меньше, чем аналогичный показатель источника водозабора. Рис. 1.
Рисунок 1. Схема источника водозабора.
Расчет в обязательном порядке учитывает характеристики:
- количество сантехнических приборов;
- схема их расположения;
- суточная потребность семьи в жидкости;
- классификация используемой системы водоподготовки.
Расчеты погружных моделей отличаются от вычислений для поверхностных насосов.
Оптимальным вариантом скважинного насоса является винтовая, вихревая, центробежная модификация оборудования, допускающие 40 г/л либо 180 г/л примесей соответственно. Вибрационные насосы резко снижают бюджет водообеспечения коттеджа, однако имеют низкий ресурс, выходят из строя при обилии песка.
Расчёт дебита
Дебит – объём воды, который можно добыть из скважины за единицу времени (минуту, час, сутки). Чтобы правильно его определить, нужно сравнить статистический и динамический уровни воды.
Статистический уровень – объём воды в скважине в состоянии покоя. Измеряется от зеркала воды до уровня земли как минимум через два часа после бурения.
Динамический уровень – отметка, до которой вода опускается при непрерывной работе насоса. На этом уровне в скважину пребывает столько же воды, сколько из неё откачивается. Насос устанавливают на пару метров ниже, чтобы он всё время был под водой и не работал «в сухую».
Дебит рассчитывается по формуле D=V*Hв/(Hдин – Hстат), где
- D – дебит
- V – производительность насоса в м³/ч (для расчёта параметров скважины, можно одолжить насос у соседей).
- Hв – высота водного столба (разность глубины скважины и статистического уровня воды)
- Hдин – динамический уровень
- Hстат – статистический уровень
- Глубина водозабора – 55 м
- Производительность насоса (V) – 2 м³/ч
- Статистический уровень (Hстат ) – 35 м
- Динамический уровень (Hдин ) – 40 м
- Высота водяного столба (Hв) – 55 – 35 = 20 м
2 м³/ч *20 м /(40 м – 35 м) = 8 м³/ч. Это – дебит скважины. По этой характеристике нужно подбирать расход воды основного насоса.
Чтобы динамический уровень не снижался слишком сильно, выбирайте насосы с расходом на 5-10% ниже дебита скважины. Если расход будет слишком большим, динамический уровень будет снижаться ниже всасывающей части насоса. Если у него нет защиты от сухого хода, он выйдет из строя раньше времени. Если защита есть, насос будет автоматически выключаться и включаться только тогда, когда уровень воды в скважине восстановится. Это неудобно: придётся ждать, чтобы воспользоваться раковиной или душем.
