Что касается напора
Этот немаловажный фактор, от которого зависит возможность скважинного насоса поднимать воду на заданную высоту от точки забора и транспортировать её без перебоев по всей длине трубопровода.
Для того чтобы провести расчёт напора для центробежного или вибрационного скважинного насоса, необходимо выяснить глубину расположения насоса (глубину водозабора). Она определяется от поверхности земли (горизонтального трубопровода) до точки погружения/расположения агрегата
Кроме того, необходимо принимать во внимание и длину всего трубопровода от начальной горизонтальной точки до распределителя системы водоснабжения
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
Схема подключения
Перед описанием схем подключения напомним о таких важных характеристиках насоса, как мощность; диаметр; возможность плавного пуска или возможность электронного управления частотой вращения вала; устойчивость к перепадам напряжения; минимальная и максимальная глубина погружения; диаметр насоса. Так, диаметр насоса прямо связан с ценой скважины: чем меньше диаметр насоса, тем меньше диаметр трубы, а значит, её бурение будет дешевле.
Насос подключается через реле давления либо через автоматику реле протока. Зная характеристики системы и насоса, т.е. давление и мощность, которую придется размыкать вашему реле, можно оптимально подобрать нужное реле для насоса.
В некоторых моделях насосов предусмотрена защита от перегрева и защита от сухого хода, однако она носит исключительно аварийный характер. При монтаже системы стоит предусмотреть собственную систему защиты от сухого хода.
Недостаток систем, работающих с реле давления: между запусками и остановками насоса всегда будет изменяться давления, что вызовет дискомфорт в использовании воды в душе. Во избежание такого неудобства можно приобрести насос с частотным преобразователем.
Обратите внимание на максимальную глубину погружения насоса: чрезмерное заглубление приведёт к выходу насоса из строя
Важные расчёты
Для того чтобы сделать правильный подбор насосного агрегата для системы частного водоснабжения, необходимо провести верные расчёты производительной мощности и напора агрегата.
Производительная мощность (производительность) позволяет насосу качать воду с требуемым для расхода в доме объемом. Стоит знать, что согласно СНИП, средний расход воды в сутки на одного проживающего в доме составляет 200 литров. При этом всегда нужно этот показатель умножать на количество человек,
Но необходимо принять во внимание при расчетах производительной мощности помпы и момент, при котором все водозаборные точки будут включены одновременно. К полученным данным стоит прибавлять и возможное потребление воды для полива огорода
Согласно СНИП этот показатель равен 3-6 литров на 1м3 участка.
Для справки: средний объем расхода воды на каждую водозаборную точку выглядит так:
- Душ или ванна — около 10 л/мин;
- Туалет — 5-6 л/мин;
- Кран в кухонной мойке — 6 л/мин.
При условии одновременного использования всех перечисленных сантехнических точек потребление воды составит в среднем 20-22 л/мин.
Описание вычислительного процесса
Основное назначение насосных станций заключается в заборе воды из источника и ее подаче к приборам потребления. Так как поверхностный насос является шумным устройством, его стараются располагать на некотором удалении от жилых помещений. В связи с этим расстояние от комплексных систем до мест потребления воды может быть достаточно большим.
При использовании представленного калькулятора в первую очередь следует указать, какой перепад имеется по высоте между сантехническими приборами и самой станцией. Далее требуется отметить протяженность горизонтальных участков сети водоснабжения жилого строения. Двигаясь по трубопроводам, вода испытывает определенное сопротивление, поэтому отмечается снижение напора и в этих местах.
С уменьшением сечения труб сопротивление повышается. Если диаметр превышает дюйм, то горизонтальные участки можно не брать в расчет. Снижение давления в них не значительно.
Насосная станция находится в подсобном помещении
На завершающем этапе остается определиться с требуемым давлением в местах потребления воды. Для простых смесителей обычно хватает 1,5 атмосферы, но для специальной техники может потребоваться и более сильный напор. Его значение отражается в паспорте, который поставляется совместно с прибором. Для удобства ответ выводится сразу в трех единицах измерения.
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Описание вычислительного процесса
Основное назначение насосных станций заключается в заборе воды из источника и ее подаче к приборам потребления. Так как поверхностный насос является шумным устройством, его стараются располагать на некотором удалении от жилых помещений. В связи с этим расстояние от комплексных систем до мест потребления воды может быть достаточно большим.
При использовании представленного калькулятора в первую очередь следует указать, какой перепад имеется по высоте между сантехническими приборами и самой станцией. Далее требуется отметить протяженность горизонтальных участков сети водоснабжения жилого строения. Двигаясь по трубопроводам, вода испытывает определенное сопротивление, поэтому отмечается снижение напора и в этих местах.
С уменьшением сечения труб сопротивление повышается. Если диаметр превышает дюйм, то горизонтальные участки можно не брать в расчет. Снижение давления в них не значительно.
Насосная станция находится в подсобном помещении
В калькуляторе имеется пункт, в котором должна быть указана длина участков по горизонтали из трубопроводов с разным сечением. Также придется отметить, из какого материала сделаны элементы, ведь сопротивление изделий может сильно варьироваться. К примеру, стальные аналоги сдерживают поток примерно в 1,5 раза сильнее, чем пластиковые.
На завершающем этапе остается определиться с требуемым давлением в местах потребления воды. Для простых смесителей обычно хватает 1,5 атмосферы, но для специальной техники может потребоваться и более сильный напор. Его значение отражается в паспорте, который поставляется совместно с прибором. Для удобства ответ выводится сразу в трех единицах измерения.
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Какой гидроаккумулятор необходим
Таблица подбора гидроаккумулятора.
Для правильного выбора насоса необходимо внимание уделить и тому, какой именно гидроаккумулятор будет использоваться. Назначение его состоит в том, чтобы накапливать определенный объем воды для предотвращения частого включения самого насоса. При достижении определенного объема воды насос выключается, пока вода не будет израсходована
Каждый насос имеет разрешенное количество пусков за час, превышать которое не рекомендуется
При достижении определенного объема воды насос выключается, пока вода не будет израсходована. Каждый насос имеет разрешенное количество пусков за час, превышать которое не рекомендуется.
Обычно это 20 пусков, которые при отсутствии гидроаккумулятора будут осуществляться при каждом открытии крана. А вот при наличии бака такие включения будут редкими, что продлит срок службы всего оборудования.
- Qmax – это максимальное значение расхода воды;
- Pset – давление при включении насоса;
- ΔР – это разница, которая наблюдается при включении и выключении насоса;
- Nmax – допустимое за час число включений и выключений, обычно оно указывается производителем для каждой модели отдельно;
- K = 0,9.
При выборе насоса необходимо учитывать, что давление в нем воздушной массы составляет всегда 0,8-0,9 бар.
Напорно-расходная характеристика насоса
У каждого насоса есть напорно-расходная характеристика, которая выглядит так: SQ 1-50, 50 Hz. При выборе насоса для скважины следует обязательно изучить его напорно-расходный график. В характеристиках могут быть указаны как максимальные, так и номинальные рабочие характеристики, поэтому график позволит получить наиболее полную информацию. Если в паспорте насоса такая информация отсутствует, уточните ее на сайте производителя насоса. Наивысший КПД любого насоса находится примерно посредине графика. При сильном отклонении значения срок службы прибора может существенно сократиться.
Помните:
• Каждый насос снабжается напорно-расходной характеристикой в виде графика; • Оптимум работы – примерно посредине графика.
Разновидности агрегатов
По месту установки скважинные водяные насосы делятся на 2 группы – поверхностные и погружные (иначе – глубинные). Соответственно, первые размещаются за пределами водоскважины – в подземном кессоне либо внутри частного дома. Вторые находятся в самой выработке, опущенные ниже уровня воды.
Кратко о сфере применения каждой разновидности:
- Внешние ручные колонки ставятся на скважины малой глубины и позволяют выкачивать небольшие объемы воды. Данный вариант нередко используется в приусадебном хозяйстве, например, для полива либо поения домашних животных.
- Поверхностные станции применяются для подачи чистой воды из колодцев и неглубоких скважин (до 12 м).
- Как правило, насосы погружного типа используются в скважинах глубиной 10—90 м и более.
Поверхностная станция в сборе
По принципу работы насосы делятся на следующие виды:
- вибрационные;
- центробежные;
- вихревые;
- винтовые (иначе – шнековые).
Все бытовые версии указанного оборудования работают от сети переменного тока 220 вольт. Рассмотрим каждую разновидность подробнее.
Так выглядит скважинный погружной насос
Аппараты вибрационного типа
Это легкие погружные устройства, всасывающие жидкость за счет вибрирующей диафрагмы, соединенной с поршнем. Колебания создаются мощным электромагнитом, расположенным в верхней части корпуса. Яркие представители семейства – широко известные насосы «Малыш», «Водолей» и «Родничок».
Перечислим основные характеристики аппаратов:
- Невысокая мощность. Вибрационный принцип работы не позволяет перекачивать большие объемы жидкости и поднимать ее с глубины свыше 10 м.
- Малый вес (до 5 кг) позволяет быстро перемещать агрегат в нужное место.
- Конструкция чувствительна к грязной воде и не способна функционировать длительное время.
- При работе электромагнит издает сильный шум.
Для постоянного водоснабжения частного дома вибрационные насосы малопригодны. Их сфера применения – полив небольшого огорода на даче, откачка воды из подвала и прочие кратковременные работы. По отзывам пользователей, аппараты нередко выходят из строя.
Центробежные насосы
Перекачивающие агрегаты данного типа являются наиболее распространенными и надежными. Одинаково успешно применяются в глубоководных и поверхностных установках. Устройство и принцип действия следующий:
- На валу электродвигателя закреплена дисковая крыльчатка с центробежными лопастями, показанными на фото.
- Крыльчатка размещена внутри закрытой камеры, а лопасти максимально приближены к передней стенке.
- В процессе вращения вала и лопастей вода под воздействием центробежной силы отбрасывается к боковым стенкам камеры и попадает в выходной патрубок. Всасывающий штуцер находится точно посередине корпуса.
Благодаря данному принципу работы аппарат способен развивать приличное давление и производительность по объему жидкости за 1 час. В глубинных насосах, рассчитанных на значительную высоту подъема, устроено несколько камер с крыльчатками, закрепленными на общем валу. Подобные агрегаты называют многоступенчатыми. Больше информации даст знающий менеджер магазина в своем видео:
https://youtube.com/watch?v=p1twcgiduZg
Винтовые и вихревые устройства
В силу нескольких причин эти насосы для скважин реже используются в быту, чем центробежные. Кратко рассмотрим их конструкции:
На вал электродвигателя винтового агрегата насажена длинная крыльчатка, формой напоминающая шнек и помещенная внутрь цилиндра. При вращении она втягивает воду из бокового патрубка и выталкивает через центральный.
-
- Камера вихревого аппарата напоминает центробежную, но форма рабочего колеса другая – лопатки турбины стоят отдельно и наклонены под определенным углом. Всасывание жидкости происходит по центру, выброс – из бокового патрубка «улитки».
Винтовые насосы не боятся примесей и способны поднимать воду с глубин 60—80 метров, например, из артезианских скважин. Оборудование отличается высокой мощностью и ценой, неприемлемой для рядовых домовладельцев.
Перекачивающие аппараты вихревого типа обладают хорошей производительностью и стоят относительно недорого. Проблема в нетерпимости к твердым примесям, нередко содержащимся в скважинной воде, быстро изнашивающим крыльчатку. Чтобы не беспокоиться о ремонтах и запчастях, лучше подобрать проверенный центробежный насос глубинной либо наружной конструкции.
Еще раз о скважине
Скважина, несомненно, лучший вариант индивидуального водоснабжения дома (читать о выборе источника). В одной из статей сайта я писал, как самостоятельно сделать скважину (тут). Здесь дополню данные о размерах скважин, они имеют непосредственное отношение к расчету скважинного насоса.
Так как скважину бурят бурами основа которых труба, то и размеры стандартных скважин разумно обозначать, как и размеры труб, в дюймах. Можно выделить три стандартных (по практике бурения) размера скважин индивидуального водоснабжения:
- Скважина в три дюйма (75 мм);
- Скважина в четыре дюйма (100 мм);
- Скважина более 4-х дюймов, чаще 110 мм.
- На сегодня бурят скважины до 150 мм.
В расчете скважинного насоса диаметр скважины нужно привязать к диаметру насоса, ведь по определению, насос нужно опускать в скважину.
Что касается напора
Этот немаловажный фактор, от которого зависит возможность скважинного насоса поднимать воду на заданную высоту от точки забора и транспортировать её без перебоев по всей длине трубопровода.
Для того чтобы провести расчёт напора для центробежного или вибрационного скважинного насоса, необходимо выяснить глубину расположения насоса (глубину водозабора). Она определяется от поверхности земли (горизонтального трубопровода) до точки погружения/расположения агрегата
Кроме того, необходимо принимать во внимание и длину всего трубопровода от начальной горизонтальной точки до распределителя системы водоснабжения
Расчет потребности воды
Чтобы избежать перебоев с подачей воды, которые вызваны недостаточной производительностью оборудования, обязательно следует приблизительно вычислить вашу потребность в воде. Для расчета используйте водопотребление в «часы пик», когда расход воды максимален. Из опыта можно утверждать, что для обеспечения коттеджа с 6 точками водораздачи номинальная производительность насоса должна быть не менее 1,85 м3/час.
Производительность моделей, которые представлены на рынке в настоящий момент, колеблется от 20 до 200 литров в минуту, но не забывайте, что со временем мощность упадет, и это необходимо учесть в расчетах. Наконец, когда мы определили все необходимые параметры, вопрос о том, как выбрать насос для скважины, можно считать практически решенным. Осталось лишь произвести расчет требуемой мощности. Для комфортного напора воды в системе водоснабжения прибор должен обеспечивать давление в трубе в 2–3 атмосферы, т.е. избыточная мощность должна составлять минимум 20 метров. Предположим, глубина погружения насоса составляет 15 метров, двухэтажное здание располагается на расстоянии 10 метров от скважины, а расчетные потери составят 3 метра. Порядок расчета мощности будет таков:
15 м (глубина скважины) + 1 м (10 метров подачи воды по горизонтали равняются примерно 1 метру подачи по вертикали) + 5 м (примерная высота над уровнем земли раздаточных устройств воды на втором этаже) +25 м (избыточное давление для обеспечения напора) + 3 м (расчетные потери) = 49 м.
Многие сравнивают покупку насоса с лотереей. Надеемся, что эта статья поможет вам вытянуть выигрышный билет.
Монтаж погружного насоса в скважину
Хотелось предостеречь вас от неправильных действий при загрузке насоса в скважину. Иногда в некоторых статьях, которые мне встречались в интернете, рекомендуют опустить насос на забой (на дно скважины) а потом приподнять его и это будет место установки насоса. Это самое безграмотное действие, которое можно совершить в процессе установки насоса. Те, кто так рекомендует, люди, скорее всего далекие от этих тем. То, что допустимо сделать в колодце, нельзя делать в скважине. Конструкции всех скважин разные. Такими действиями вы рискуете получить прихват насоса и вывести скважину из строя. Даже если вам удастся, обратившись в буровую организацию, отремонтировать ее – это будут большие хлопоты и финансовые расходы. Настоятельно советуем, соблюдайте рекомендации по глубине загрузки насоса для вашей скважины.
В конце нашей статьи хотелось сказать о тех, кто подбирает насос только для полива, т.е. будет использовать его как летний вариант водоснабжения. Так как насосу не нужно поддерживать постоянное давление в системе водоснабжения, оставляем метры на подъем, например: 30 метров + 20 метров на стабильную работу. Значит насос, который, нужен для полива с загрузкой на 30 метров, должен быть с подъемом воды от 50 метров и выше.
КПД
КПД насосной установки (ηполн) — это отношение полезной мощности к мощности насосной установки. На рисунке 2.9 показаны кривые КПД для насоса (ηполезн) и для насосной установки, включающей электродвигатель и контроллер (ηполн). Гидравлический КПД относится к P2 , а КПД насосной установки — к P1:
КПД всегда меньше 100 %, так как мощность насосной установки всегда больше, чем полезная мощность, вследствие потерь в контроллере, электродвигателе и насосе. КПД насосной установки (контроллер, электродвигатель и насос) является произведением отдельных КПД:
Подача, при которой насос имеет максимальный КПД, называется точкой оптимального режима или точкой наибольшего КПД (QBEP).
