Подбор скважинного насоса для водоснабжения

Что необходимо учитывать

Соответствие диаметров обсадных колонн и диаметров насосов

При обеспечении беспрерывного водоснабжения загородного дома важно точно определить параметры водяных насосов. Если при расчетах требуемой производительности будет допущена ошибка, водозаборное оборудование будет выкачивать недостаточное количество воды – это неизбежно приведет к необходимости приобретать новый насос, а это дополнительные расходы. При расчете производительности водяного электронасоса важно учитывать следующие параметры водопроводной магистрали и резервуара:

При расчете производительности водяного электронасоса важно учитывать следующие параметры водопроводной магистрали и резервуара:

Глубина залегания источника

Для определения дебита важно знать глубину дна. С практической точки зрения эти параметры позволят оптимально выбрать помпу с необходимой глубиной погружения и высотой подъема

Знание статического уровня скважины

Это интервал между водным зеркалом и поверхностью. Позволяет установить высоту подъема водяного столба, а также глубину погружения помпы. Вычисляют этот параметр при отсутствии полного водозабора и пребывания скважины в состоянии покоя на протяжении нескольких часов, а лучше суток. В зависимости от сезона параметр изменяется и во время весеннего паводка падает, поэтому вычисления лучше всего проводить летом в сухую и теплую погоду. Динамический уровень – интервал между водяным зеркалом и поверхностью при включенном оборудовании. Этот параметр позволяет правильно подобрать погружной насос, поскольку отображает необходимую глубину погружения.

Объем потребления. Расчет производится на основании количества людей, проживающих в доме, а также производительности автономной станции. Рассчитывается по специальным сантехническим приборам, а также при использовании калькулятора водозабора бытовой техники

Важно знать о том, что объемы потребления не должны превышать дебит скважины. Диаметр шахтного ствола колодца

Этот показатель влияет на размеры выбранной помпы

Диаметр шахтного ствола колодца. Этот показатель влияет на размеры выбранной помпы

В неглубоких и узких абиссинских источниках отсутствует возможность устанавливать глубинные насосы, жидкость поднимают поверхностными агрегатами с опусканием в шахту водозаборной трубы. Диаметр стандартных глубинных центробежных насосов достигает 4 дюймов. Предназначены для источников с диаметром не менее 100 мм. Расстояние от дома до скважины

При расчетах важно не забыть перевести вертикальные метры в горизонтальные. Соотношение это зависит от материала трубы и ее диаметра, который оказывает влияние на гидравлическое сопротивление

Абиссинские скважины имеют глубину залегания водяного пласта не более 8 метров, в результате всасывающие отверстия оборудования располагаются в толще водяного слоя. Более глубокие песчаные разновидности имеют глиняное или песчаное дно. В первом и втором случае во избежание забивания фильтров используют винтовые или центробежные глубинные насосы, оснащенные специальными очистными фильтрами.

Особенности центробежных насосов

Главным рабочим органом в лопастных насосах является колесо с лопастями. Они производят силовое воздействие на обтекающий их поток жидкости, за счёт чего и создаётся напор. Разные конструктивные решения варьируют механизм этого взаимодействия, и, соответственно влияют на эксплуатационные характеристики.

Итак:

Основным конструктивным отличием центробежных насосов является количество колёс. По этому признаку, они делятся на две группы: одноступенчатые насосы и многоступенчатые насосы. Количество ступеней, диаметр колёс и скорость их вращения, влияют на мощность всасывания и создаваемый напор.

Схема многоступенчатого насоса

• В многоступенчатых модификациях все колёса насажены на общий вал – на фото сверху это показано схематически. Жидкость проходит последовательно через каждую ступень, и напорная характеристика насоса при этом, равна суммированным показателям каждого колеса в отдельности. Количество ступеней может быть достаточно большим: если в бытовых насосах их не более восьми, то в погружных глубинных агрегатах бывает и больше пятисот.
• По способу установки, насосы делятся на две категории. Они могут работать на поверхности, а так же полностью или частично погружаться в воду. Это вовсе не означает, что если насос, к примеру, погружной, то он непременно обладает большей мощностью, чем поверхностный.

Поверхностные насосы промышленные

И те, и другие варианты бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми – разница только в манометрической глубине всасывания. Особенности обслуживания центробежных насосов не зависят от их классификации, и заключаются в осуществлении систематического контроля давления на напорном трубопроводе. Более подробно об этом расскажет инструкция в следующей главе.

Достоинства, недостатки и комплектность

Росту популярности способствует огромный ряд преимуществ, которые есть у центробежных насосов перед моделями других классов. Среди достоинств можно выделить такие критерии, как: простота конструкции, позволяющая производить обслуживание и замену деталей своими руками; высокая степень надёжности; непрерывность подачи и большая глубина всасывания.

К тому же, работу насосов данного типа несложно автоматизировать, что значительно облегчает и процесс эксплуатации, и контроль всей системы. Автоматика позволяет создать для агрегата щадящий режим, при котором ремонт насосов центробежных, может не понадобиться в течение всего срока службы.

Автоматическая насосная станция производственного назначения

Есть у центробежных насосов и недостатки, основным из которых можно считать зависимость подачи от давления в трубопроводе – чем выше напорная характеристика, тем ниже производительность насоса. Ещё одним неудобством является необходимость заливки рабочей камеры жидкостью в том случае, если входной патрубок находится выше зеркала воды. Но это касается только поверхностных моделей.

При внедрении центробежного насоса в сеть, он должен быть оборудован определённым набором запорной и измерительной аппаратуры.

В обязательном порядке это:

Всё перечисленное обязательно для каждого насоса. Что касается автоматики, то владелец может оснастить ею систему по своему усмотрению, поставив, например, пускозащитное устройство или инвертор с частотным преобразователем.

Что касается приборов автоматического контроля, то ими, в той или иной степени, оснащено большинство современных насосов. Здесь, так же как и в автомобилях: чем полнее комплектация, тем выше цена агрегата.

Выбор насоса по напору

Насосы имеют маркировку, которая выглядит примерно таким образом: SQ 1-30; SQE 2-85 и т.п. В данном случае интерес представляют цифры, обозначающие номинальную рабочую характеристику насоса. Так, показатель SQ 1-30 указывает, что производительность насоса составляет 1 кубометр воды при напоре 30 метров. Но почему давление указывается в метрах, а не барах?

Перед выбором скважинного насоса следует определить глубину, на которой находится вода, а затем вычислить высоту, на которую необходимо её поднять в дом. Предположим, желаемое давление кране частного дома – 2,5 бара, при этом требуется адекватный напор. Столб воды высотой 10 м давит на 1 см2 с весом 1 кг, что почти равно давлению в 1 атмосферу, 1 бар или 10 метров водного столба. Следовательно, для поднятия воды на 3 этаж требуется создать давление как минимум в 1 бар. Так как насос борется с весом водного столба в метрах, можно воспользоваться его маркировкой и определить, на сколько метров поднимет воду. При необходимости узнать давление в барах просто разделите указанное число на 10.

На следующем этапе узнайте расход воды по маркировке на приборе водоподачи. Допустим, кран за 1 минуту должен наполнить 12-литровое ведро воды. Одновременно работающие смесители в кухне и душе тоже должны справиться с этой задачей за минуту, и примерно столько же воды потребуют стиральная машина и унитаз, суммарно – не менее 36 литров, или 2 м3/час.  Но все эти точки вряд ли будут одновременно работать. Как правило, максимум одновременного включения – душ, стиральная машина и кухонная раковина, что дает расход в 1,5 ведра воды, или 1 м3/час.

Подытожим:

• Давление в насосе измеряется в метрах, а не барах • При необходимости — конвертируйте • Узнайте расход воды в вашей системе

Какой тип насоса вам подойдет?

Помимо расчета мощности, нужно обращать внимание на ряд других, крайне важных параметров. Первый из них – это тип насоса. Схема устройства двигателя асинхронного погружного насоса

Схема устройства двигателя асинхронного погружного насоса.

И это большое преимущество, так как агрегат не будет занимать лишнее место, а звуки его работы обычно не слышны на поверхности.

Есть модели с очень высокой мощностью, рассчитанные на работу в максимально глубоких скважинах. Подбирать конкретный агрегат необходимо с учетом условий его эксплуатации.

В соответствии с принципом работы существующие на сегодня модели погружных насосов делятся на 2 основные большие группы.

Оборудование центробежного типа пользуется самой большой популярностью. Такие погружные насосы имеют предельно простую конструкцию. В ее основе лежит вал. На валу крепятся лопасти с выгребными колесами. Лопасти вращаются, в результате создается центробежная сила и обеспечивается подъем воды наверх. В процессе подкачки жидкость заполняет всю внутреннюю полость. Оборудование продается по сравнительно доступной стоимости и характеризуется высокой надежностью, качеством и длительным сроком службы. Устанавливать какие-либо дополнительные агрегаты для такого насоса в большинстве случаев не нужно. Оборудование предельно просто в эксплуатации.

Ко второй группе относятся вибрационные насосы. Оборудование имеет сравнительно небольшую стоимость. В основе конструкции лежат мембраны. С одной стороны мембраны находится вода, с другой – установлен специальный вибратор. В процессе работы мембрана подвергается деформации, под воздействием которой создается разница давления и вода поднимается наверх. Требует установки специального термовыключателя. Без него двигатель может перегреться и сломаться.

В зависимости от назначения скважины ее можно оборудовать и насосами других типов:

1. Обыкновенными скважинными агрегатами, предназначенными для размещения в артезианских скважинах. Способны подавать чистую питьевую воду с большой глубины.
2. Колодезными насосами. Такими агрегатами можно оснащать любые широкие колодцы, предназначенные для забора воды для разнообразных нужд, в том числе для обеспечения водоснабжения дома, полива и т. д.
3. Дренажными. Предназначены для установки и использования в канализационных колодцах.

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

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

Основные ошибки монтажа

Давайте вместе разберем наиболее распространенные ошибки, которые допускают многие из нас:

Диаметр всасывающего патрубка. Довольно часто диаметр трубопровода на практике оказывается меньше диаметра всасывающего патрубка. Такая конструкция в случае подключения увеличивает сопротивление со стороны всасывающей магистрали, тем самым сокращая величину глубины всасывания. Выражаясь простым языком: уменьшенный по диаметру трубопровод просто не в состоянии пропустить тот размер жидкости, который с легкостью всасывает и перекачивает насос.
Прямое подключение к обычному шлангу. Такая система не особо критична при условии использования насоса небольшой производительности. В противном случае под воздействием большого давления, создаваемого насосом, шланг сожмется, его сечение значительно сократится, а вода просто не сможете пройти сквозь него. Это в лучшем случае приведет к прекращению подачи воды, в худшем — к поломке насоса без возможности его последующего ремонта.
Большое число изгибов и поворотов в трубопроводе. Такой вариант монтажа не повышает величину сопротивления, соответственно уменьшает производительность и величину напора насоса

Именно поэтому так важно привести количество изгибов и поворотов к минимальному значению, если вы хотите использовать приобретенный и установленный насос на все 100%.
Герметизация. Именно ввиду недостаточной герметизации на всасывающем участке трубопровода могут возникать существенные потери воды

Плохая герметизация не только сокращает напор воды, но и сопровождает процесс работы насоса излишним шумом.

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

Как подобрать циркуляционный насос для системы отопления?

Для улучшения эффективности обогрева в отопительную систему зачастую внедряют насос, вызывающий принудительную циркуляцию теплоносителя. За счет применения данного агрегата не только увеличивается КПД, но и уменьшаются затраты на топливо. К подбору подходящей модели необходимо отнестись ответственно, а лучше — доверить выбор профессионалам. Хотите сделать все самостоятельно? Тогда для принятия правильного решения вам необходимо знать:

1. Точную площадь отапливаемого помещения.
2. Высоту точки расположения самого верхнего элемента отопительной системы по отношению к насосу.
3. Ориентировочное сопротивление имеющейся теплосети.

Начнем наш расчет с определения сопротивления, для этого выясняем условный проход системы с различными видами отопительных приборов. С чугунными радиаторами DN 40 сопротивление системы составляет 1 м. С батареями из алюминия DN 32 — 1,2-1,5 м. С биметаллическими изделиями DN 25 — 2 м.

Теперь нам понадобится расстояние от насоса до верхнего отопительного прибора. Допустим, что оно составляет 4 м, при этом в системе отопления используются современные биметаллические радиаторы. Следовательно, для выяснения напора, которое должен давать насос, нам нужно сложить высоту с сопротивлением: 4+2=6 (метров).

Следующим шагом определяем м³/час, переводя мощность в требуемое тепло: 10 м² площади = 1 кВт. Но, если стены постройки обеспечивают достаточную теплоизоляцию, в расчет берется 0,8 кВт, недостаточную — 1,2 кВт. Возьмем для примера дом площадью 200 м² с достаточно теплыми и толстыми стенами: 200/10*0,8 = 16 кВт. Переводим в другие единицы измерения: 16*0,86 = 13,76 ккал.

Затем вам следует определиться с желаемой разницей по температуре в теплосети. Специалисты рекомендуют брать не больше 8-10°C, поскольку более высокие показатели могут негативно повлиять на работу котла. Кроме того, для их получения требуется достаточно мощный агрегат, эксплуатация которого повысит расход электроэнергии. Остановимся на максимальном варианте — 10°C. Получаем: 13,76/10 = 1,37 м³/час.

Подводим итог: для двухэтажной постройки с хорошей теплоизоляцией и общей площадью 200 м², где в системе отопления используются биметаллические батареи, циркуляционный насос должен иметь производительность 1,37 м³/час при напоре в 6 метров. В идеале такие показатели у агрегата должны быть на второй скорости, саму модель желательно выбрать с тремя скоростями.

Какие показатели характеризуют скважину?

Для правильного выбора оборудования следует оценить некоторые данные, характеризующие глубинный колодец. Интересуют такие скважинные параметры:

• динамический водный уровень;
• дебет колодца;
• внутренний диаметр обсадной трубы.

Кроме того, при выборе насоса понадобятся данные об уровне нахождения самой высокой точки водопотребления в доме и расстоянии основного строения от скважины.

Первых два показателя найдутся в паспорте подземного сооружения. Динамический уровень указывает высоту стояния водного зеркала в обсадной трубе во время длительного водозабора. Насос устанавливается ниже динамического уровня хотя бы на метр. Из этого нужно исходить, вычисляя высоту подъема воды до уровня устья колодца. Дебет указывает на скорость восполнения жидкости в просвете колодца. Эти данные нужны при выборе производительности насосного оборудования. Знание диаметра обсадной трубы поможет не ошибиться с выбором соответствующего показателя насоса.

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

Расчет рабочего давления в контуре

Производя выбор циркуляционного насоса для системы отопления расчет необходимо произвести и по такому показателю как давление внутри трубопровода. Для этого можно воспользоваться соотношением:

P = (R x L + Z) / p x q, где:

1. P – величина давления;
2. R – сопротивление потоку для прямых участков трубопровода;
3. L – общая  длина
4. Z – величина сопротивления потоку, обусловленная применяемыми в системе фитингами, кранами и прочей арматурой;
5. р – величина плотности теплоносителя при рабочей температуре;
6. q – значение ускорения свободного падения.

При недостатке данных для расчета по приведенной формуле, можно воспользоваться упрощенным соотношением:

P = R x L x ZF, где

R – величина сопротивления потоку в прямом участке трубы, составляющая приблизительно 100 – 150 паскалей на 1 метр, выраженное в удобной для расчета форме оно составит 0,01 – 0,015 метра на метровый участок трубы;

L – общая протяженность трубопровода, на двухтрубной схеме отопления учитываются как прямой, так и обратный контур;

ZF – коэффициент увеличения, зависящий от следующих показателей:

• для системы с шаровыми кранами, для которых несвойственно уменьшение просвета трубопровода, и с правильно подобранными фитингами он принимается равным 1,3;
• при использовании дроссельных или терморегулирующих устройств его значение составит 1,7.

Производя выбор циркулярного насоса для системы отопления, расчет его характеристик представляется как необходимая процедура.

Практика применения циркуляционных насосов дает возможность их подбора без вычислений необходимых параметров. Рекомендуемые параметры приведены в таблице.

Таблица для эмпирического подбора насоса

Таблица 1.

Примечание: в третьей колонке первая цифра – диаметр патрубков, вторая – высота подъема.

Воспользовавшись приведенными данными, можно без особых хлопот подобрать нужное устройство для устойчивой и длительной работы.

Основные производители

Циркулярные насосы для систем отопления выпускаются множеством европейских производителей с достаточно высоким качеством и в широком ассортименте.

Компания Wilo. Производимые в Германии насосы этого концерна занимают довольно большое место на профильном рынке. Отличаются высоким качеством и устойчивой работой. Практически все модели этого производителя оборудованы автоматическим и ручным управлением. Настраиваются не только обороты ротора, но и деблокирующие функции, включая величину давления в системе.

Компания DAB. Этот итальянский производитель успешно конкурирует с другими поставщиками на российский рынок, более 40 лет представляя  центробежные насосы. Особенностью продукции DAB являются применяемые на панели управления дисплеи, очень удобные для взаимодействия с установкой и контролем процесса работы.

Производитель Grundfos. Датская компания под этим названием существует уже более 70 лет, поставляя на рынок насосное оборудования различного назначения. Следует отметить, что этот производитель является явным и давно признанным профильного рынка. Впечатляет плодотворность и творческий подход компании, выпускающей на рынок до сотни новых моделей своей продукции ежегодно.

Оборудование этого производителя для систем отопления выходит под маркировкой UPS и линейка продукции предназначается как для бытового применения, так и для промышленного. Главной особенностью циркулярных насосов для отопления является их пригодность к работе в очень широком диапазоне температур: от -25о до +110оС.

Линейка продукции UPS может работать с применением 3-х режимов производительности.

Компания Джилекс. Отечественный производитель циркулярных насосов, успешно конкурирующий на рынке с европейскими компаниями.

Агрегаты отличаются неприхотливостью в работе, могут обеспечить активную циркуляцию в отопительных сетях теплоносителей различной плотности, что определяет широкий выбор жидкостей, вплоть до трансформаторного масла. Работают в 3-х режимах мощности, регулировка бесступенчатая. Выгодно отличается от конкурентов уровнем цен.

Заключение

Выбор циркулярного насоса для системы отопления и его расчет позволят потребителю сделать оптимальную покупку для реальных условий конкретного помещения.

Предложенные здесь варианты предварительной оценки необходимого оборудования позволяют уверенно сделать такой выбор. Успехов вам!