Расчет скважинного насоса

Подбор насоса для водоснабжения частного дома и гидротехнический расчет с примерами

Организовать включение в систему централизованного водоснабжения частного дома, дачи или коттеджа удается нечасто. Обычно их владельцам приходится решать вопрос об автономной системе водообеспечения своего жилища.

Но, даже если есть возможность подключения к проходящему рядом с домом городскому или поселковому водопроводу, иметь при этом на участке независимый источник воды — не самая плохая идея как с точки зрения экономической, например, используя его для полива, так и в качестве гарантии от внезапных отключений центральной системы.

Общая информация

Система автономного водоснабжения частного дома состоит из нескольких компонентов:

  1. Водный источник:
  • Колодец — искусственная выработка‑шахта, выкопанная для сбора подземных грунтовых вод в поверхностном водоносном слое до глубины 10~15 м и укрепленная от осыпания.
  • Скважины. Выполняются методом бурения и бывают нескольких типов:
    • Безнапорные: «на песок» — до 50 м, «на известняк» — до 150 м.
    • Артезианские — свыше 150 м.
    • Абиссинские и др.
  • Искусственные водоемы. Емкости для сбора талых, дождевых вод. При имеющемся поблизости ключе или роднике можно организовать углубленный отвод его русла.
  • Естественные водоемы. Ручьи, реки, озера.

  • Потребители воды на участке и в доме: мойки, раковины, ванны, сауны‑бани, бассейны, полив.
  • Система подачи и распределения: насосы, накопительные емкости, трубопроводы.
  • При проектировании автономной системы первым встает вопрос о подборе насоса для водоснабжения частного дома, как одной из самых ответственных и, если уж говорить о качестве работы и долговечности, наиболее дорогостоящей части гидротехнического оснащения. И выбор его обусловлен, прежде всего, типом источника воды на участке, а затем — выбранной схемой водоснабжения.

    Конструкционные различия

    Гидронасосы бывают следующих конструктивных типов:

    • Поршневые. Теперь уже практически не применяются для небольших насосных станций ввиду громоздкости, малого кпд, невысокого жизненного ресурса.
    • Центробежные. Одни из самых популярных и востребованных благодаря простоте конструкции, экономичности и высокой надежности.
    • Турбинные. Подобны центробежным, но не с боковым, а осевым расположением лопаток. Более мощные и производительные. Используются в основном на промышленных гидротехнических сооружениях.
    • Роторные или так называемые винтовые насосы. Отличаются малыми габаритами по диаметру, потому наиболее пригодны для подъема воды из скважин.
    • Вибрационные или мембранные. Дешевые, но малопроизводительные. Известны давно выпускающиеся для дачников модели «Ручеек», «Малыш».

    Виды по типу размещения

    По способу размещения водоснабжающие гидронасосы подразделяются на два класса:

    1. Поверхностного типа. Располагаясь в стороне от источника воды, обеспечивают ее всасывание по опущенной в колодец или скважину трубе.
    2. Погружные. Полностью опускаются в воду на некоторую глубину.

    Иногда в отдельный класс выделяют насосные станции, которые по сути являются компактным самодостаточным водонапорным комплексом, состоящим из поверхностного насоса, накопительного мембранного бака‑гидроаккумулятора, реле давления воды и схемы управления.

    Какой лучше выбрать?

    Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:

    Поверхностные насосы Погружные
    Устанавливаются стационарно. Проще в обслуживании. Для ремонтно‑профилактических работ требуют подъема из скважины или колодца на поверхность.
    Нуждаются в двух трубопроводах: всасывающем и нагнетания. Работают только на нагнетание.
    Максимальная высота всасывания — 10 м. Реальная, с учетом потерь в трубопроводе и запаса на понижение уровня воды в колодце — не более 7~8 м. Подъем с глубины ниже 10 м.
    Нуждаются в заполнении жидкостью перед первым пуском или после ремонтных работ. Готовы к работе сразу после погружения.
    Существует опасность перегрева мотора при длительной работе. Погруженный в воду насос охлаждается как наружной водой извне, так и прокачиваемой изнутри.
    Необходимость консервации на зиму для летнего варианта водопровода. На зиму достаточно слить воду из системы.
    Работа сопровождается шумом. Бесшумны.

    Таким образом, для подъема воды из колодца проще использовать поверхностный насос или насосную станцию, а из скважины — погружной роторный либо центробежный.

    Пример расчета

    Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:

    • Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
    • Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
    • Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
    • Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
    • Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
    • Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.

    Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.

    Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару ~ 0,98 ат.

    Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.

    Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.

    При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.

    Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:

    • Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
    • Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
    • Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
    • Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
    • Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару ~ 9,87 м.

    Суммарный напор гидронасоса будет равен:

    4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.

    Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.

    Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:

    Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.

    Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле:

    Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).

    Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.

    Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:

    Включение в систему водоснабжения

    Как говорилось выше, более других удобны в установке и эксплуатации готовые насосные станции, технические характеристики которых пригодны для водообеспечения небольшого дома на семью из 2~3 человек или дачи.

    Подключение их сводится к нескольким простым шагам:

    • Выбор места размещения.
    • Подготовка надежного основания.
    • Подведение необходимых трубопроводов.
    • Всасывающую трубу, опускаемую в колодец, необходимо оборудовать сетчатым фильтром и обратным клапаном. Опустить ее следует на глубину не выше 1 м от поверхности воды.
    • Подключение электрической сети и защитного заземления.

    Внимание! Все водяные электронасосные агрегаты должны иметь защитное заземление или зануление, без которых их эксплуатация недопустима. Подключение их к силовому электрощиту необходимо производить через УЗО и автомат максимального тока.

    Слабые места насосных станций и основные поломки

    Выпускающиеся промышленностью насосные станции, или так называемые самовсасывающие насосы, привлекают:

    • доступной ценой, меньшей, чем при отдельном приобретении всех комплектующих;
    • компактными размерами;
    • удобством установки и обслуживания;
    • готовностью к эксплуатации сразу после приобретения.

    Однако в их использовании имеются и недостатки:

    • Ограниченная 7~8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.
    • Необходимость оборудования специального утепленного звукоизолированного помещения.
    • Небольшая емкость гидроаккумулятора 20~50 л.
    • Шум при работе.

    Неисправности насосных станций могут быть вызваны следующими причинами:

    • Внезапное отключение электроэнергии часто сопровождается гидроударом, способным нанести непоправимые повреждения.
    • Загрязненность и низкое качество воды приводят к повышенному износу лопаток центробежного гидронасоса и заиливанию бака.
    • Несоответствие условий эксплуатации техническим параметрам.

    Например, одна из распространенных поломок связана с завышенным водопотреблением, когда частота включения/выключения станции значительно превышает паспортную. Это приводит к разрыву мембраны в баке‑гидроаккумуляторе.

    Станция при этом не может создать требуемое давление в системе и частота включений еще больше увеличивается. Проверяется нажатием ниппеля на обратной стороне бака: если оттуда потекла вода — мембрана требует замены.

    Еще одной распространенной неисправностью является поломка или неправильная регулировка реле давления, которая приводит к непрерывной работе станции без отключений.

    Регулируется реле двумя пружинками разного размера. Большой устанавливают нижний порог, а маленькой — разницу между верхним и нижним.

    Жители городских домов или квартир нечасто задумываются о том, что, подходя к крану на кухне либо в ванной и просто открывая его, они включают в работу отточенную для ее создания столетиями научных открытий, изобретений и инженерных решений огромную и сложную систему добычи водных ресурсов, их доставки и распределения.

    Те же, кому приходится создавать для своего жилища такую систему в миниатюре, по‑настоящему дорожат ценностью этого поистине незаменимого источника жизни — воды.

    В загородных домах подключиться к центральному водопроводу практически невозможно. Что же делать? Проводить собственную систему подачи воды, делать колодец или скважину. Второй вариант более удобный, но требует решения массы различных вопросов.

    Как подобрать глубинный насос для скважины?

    Благодаря нашим онлайн – калькуляторам расчета мощности насоса для скважин, можно за несколько минут решить заданный вопрос, учитывая несколько параметром для определения точности полученного ответа. Это будет справедливо для погружных и поверхностных насосов для скважин.

    Параметры скважины:

    • глубину;
    • качество воды;
    • объем воды, перекаченный за единицу времени;
    • расстояние от уровня воды до поверхности грунта;
    • диаметр трубы;
    • ежедневный объем использованной жидкости.

    Да, это дело очень хлопотное, требует точных инженерных подходов, а также исследование многих формул расчета мощности погружных и поверхностных насосов и таблиц, которые помогут точно определиться с необходимыми показателями.

    Самостоятельный расчет мощности насоса

    Как без профессиональной помощи подобрать насос для скважины по параметрам агрегата? Это возможно, в первую очередь, следует учитывать напор и расход скважины. Расход – объем воды за определенное количество времени, а напор – высота в метрах, на которую насос способен подавать воду.

    Чтобы рассчитать мощность насоса для скважины необходимо взять средний показатель, норма воды на человека в сутки 1 кубометр, после умножить это число на количество проживающих людей в доме.

    Пример расчета расчета мощности наноса для небольшого дома:

    Вот и получается, семья из трех человек расходует 22 л в минуту, но следует учитывать и форс-мажорные обстоятельства, что увеличит потребность воды на человека. Потому некий средний показатель будет 2м кубических в сутки. Получается: 5 м кубических – ежедневный расход воды.

    Далее определяется максимальная характеристика напора насоса, для этого высота дома в метрах увеличивается на 6 м и умножается на коэффициент потери напора в автономной системе водопровода, а это 1, 15.

    Если идет расчет высоты на 9-метров дома, то делаем операцию расчета мощности наноса по формуле вот так: (9+6)*1.15=17,25. Это минимальная характеристика, теперь к расчетному напору нужно прибавить расстояние от зеркала воды в скважине до поверхности земли. Пусть будет число 40. Что получается? 40+17,25=57,25. Если источник водоснабжения находится от дома на 50 метров, то насос должен обладать силой напора: 57,25+5=62,25 метров.

    Вот такая самостоятельная формула расчета мощности насоса для скважины в квт. Точно такие же цифры можно получить при онлайн расчете, с помощью несложной таблицы, в которую потребитель должен вписать данные про глубину скважины, зеркало воды, площадь участка, число проживающих людей в доме, а также предоставить дополнительную информацию о количестве душевых кабинок, раковин, ванной комнаты, умывальника, наличии стиральной машины, посудомойки и унитаза.

    Расчеты делаются за один клик мышки. Они являются достоверными и актуальными на период действия полученных данных от потребителя.

    Калькулятор расчёта мощности насоса для скважины

    Советы специалистов по эксплуатации насосов

    Что же еще нужно знать человеку, дабы качественно установить систему водоснабжения в доме? Насосы бывают нескольких типов: погружные, поверхностные, в виде станций.

    1. Поверхностные – имеют невысокую стоимость, рассчитаны на работу без погружения в жидкость. Рекомендованы для работы до 7 метров, в противном случае вода будет грязной и некачественной.
    2. Погружные – центробежные, надежные и производительные, помогают эффективно очистить воду от песка. На сегодняшний день это самые популярные и востребованные модели. Винтовые – работают не только в домашних условиях, но и в открытых водоемах.
    3. Насосные станции.

    Важно: недопустимо экономить на мощности насоса, таким образом, автономная система не сможет качественно промывать фильтры очистки, запуская дом грязную воду. Также нужно учитывать, что некоторые производители в паспорте изделия указывают максимальные характеристики товара, а нужно обращать внимание на номинальные параметры – рабочие, дабы производительность была в норме, без подводных камней и других неприятностей.

    Перед тем как сделать расчет мощности насоса для скважины, нужно позаботиться о качестве системы труб, которые будут пропускать воду при определенном напоре. Это металлические и полипропиленовые изделия. Последние – гораздо чаще используются в быту, но имеют низкую устойчивость при перепадах температур и давлении в системе.

    Внимание: насос выбирается на долгое время, а потому важно хорошо ознакомиться со всеми рынковыми предложениями, выбирая известные марки с наличием сервисных центров по ремонту и обслуживанию Вашей системы.

    Совет: лучше брать насос с автоматикой, если мотор перегреется, система самостоятельно остановится, в противном случае – выйдет из строя.

    Делайте расчеты мощности погружного и поверхностного насоса для скважины на нашем сайте, и экономьте время при установке водонапорного агрегата.

    Подбор скважинного насоса.

    Для правильного подбора скважинного насоса необходимо знать и понимать некоторые важные харакретистики насосок. В первую очередь необходимо знать, насосы, которую качают воду из скважин и колодцев, бывают таких видов — скважинные, погружные, самовсасывающие. В этой статье речь пойдет о скважинных насосах, которые отличаются от остальных увеличенной мощностью, компактностью, большим потенциальным объемом перекачиваемой воды. И самое главное отличие скваженных насосов от простых наружных (поверхностных) насосов в методике их монтажа: насос располагается в самой в скважине.

    Для расчёта мощности насоса для скважин на воду вы можете воспользоваться калькулятором расчета мощности насоса для скважин на воду.

    Ввиду агрессивности среды и малого доступного пространства такие насосы изготавливают небольшого размера из нержавеющей стали либо композита. Однако при этом мощности достаточно для подъема воды с глубины до 650 м.

    Для правильного подбора скважинного насоса важно знать какой объем воды ему придется поднимать. Это зависит от требований жителей дома (душ, раковина, унитаз и т.д.). для начала вычисляется проектное значение максимального (секундного либо часового) расхода при помощи формулы: Qmax = EQn , где Qn – значение расхода воды через конкретный санприбор.

    Нормативные расходы санитарных приборов.

    Причем выбор насоса должен происходить после завершения бурения скважины и после получения паспорта на нее. Из информации, указанной в паспорте вы сможете правильно выбрать насос, так как там указаны такие характеристики скважины:

    • дебит (производительность скважины в м3/ч);
    • статический уровень воды;
    • динамический уровень воды;
    • глубина скважины;
    • размеры и глубина фильтровальной части скважины;
    • диаметр скважины.

    После того, как вы узнали максимальный расход скважины, нужно рассчитать необходимый максимальный напор по формуле:

    Н = Ptapx10,2 + Hgeo + EHf ,

    где:

    • Ptap – давление, которое нужно образовать в системе. Чаще всего задают 2-3 бара (стандартное давление в городской сети);
    • Hgeo — геодезический напор. Разность высот от динамического уровня до самой высокой точки водоразбора в метрах водного столба;
    • EHf — сумма потерь напора по длине трубопровода и местных потерь (потери напора на поворотах, тройниках, задвижках и т.д.).

    Местные потери считаются обычно 15-20% от потерь по длине. Кроме того нужно брать в учет наличие в системе фильтра. Потери напора на фильтре тоже относятся к местным потерям, однако их значение может быть достаточно велико (в среднем 0,5 — 1,5 бар) и зависят от типа и габаритов фильтра. Уточнить значение можно по паспортным данным на ваш фильтр.
    Потери напора в трубопроводах из полимерных материалов*.

    Жирным шрифтом выделены скорости протекания потока в м/с (должна быть в интервале 1 — 2 м/с), обычным – потери напора в м на 100 м прямого трубопровода.
    *таблица основана на диаграмме Г. Ланга.
    Шероховатость: К=0,01 мм
    Температура воды: t=10 C.
    Одним из важнейших факторов при подборе скважинного насоса называется выбор мембранного бака. Мембранный бак нужен для обеспечения нормальной работы насоса в автоматическом режиме. Он защищает от частого включения/выключения насоса при наличии утечек в системе и малом расходе воды. Кроме того, гидроаккумулятор компенсирует гидравлические удары в системе. Точно вычислить необходимый объем мембранного бака можно так:

    Что бы было проще разобраться, приведем пример:
    В 2х-этажном загородном доме установили такие потребители воды: На 1 этаже – умывальник и ванная комната (унитаз + умывальник и душ), на 2 этаже – туалет с раковиной. Также поставили фильтр на воду. Исходя из паспорта ясно, что потери давления на фильтре составляют 1 бар.
    На участке есть скважина с такими показателями в паспорте:

    • дебит – 5 м3/ч;
    • статический уровень – 25 м;
    • динамический уровень – 30 м;
    • верхняя отметка фильтровальной зоны – 45 м;
    • нижняя отметка – 50 м;
    • глубина скважины – 60 м;
    • глубина монтажа насоса – 40 м;
    • диаметр скважины – 121 мм.

    Есть такие геометрические параметры трубопроводов системы:

    • диаметр напорного трубопровода в скважине – 40,0 мм;
    • длина напорного трубопровода в скважине – 40 м;
    • диаметр напорного трубопровода от скважины до дома – 32 мм;
    • длина напорного трубопровода от скважины до дома – 20 м — отметка наивысшей точки водоразбора – 3 м;
    • материал труб – полиэтилен.

    Рассчитаем потери по длине:

    В расчете принимаем потери на местных сопротивлениях = 15% от потерь по длине.

    • Нмес = 4,12*0,15 = 0,6 м,
    • Нф = 10 м – потери на фильтре (1 бар = 10 м водного столба),
    • Hf = 4,1 + 0,6 + 10 = 14,7м.

    Т.о., вычисленный общий напор:
    Н = 2*10,2 + 33 + 14,7 = 68,1м.
    Из полученных данных выбираем насос и начинаем расчет мембранного бака.

    • Qmax = 3 м3/ч;
    • Pset = 3 бара;
    • Р = 1 бар;
    • Nmax = 100.

    Таким образом, объем мембранного бака равен 8,3 литра.
    Кроме всего вышеперчисленного для нормальной работы насоса нужно еще иметь набор некоторых принадлежностей. Это: мембранный бак вычисленного объема, электронный блок управления, аналоговый датчик давления, манометр, кабель, термоусадочная кабельная муфта, трос из нержавеющей стали (для подвешивания насоса в скважине), зажимы из нержавейки, 2 штуки на 1 проушину, хомуты для крепления кабеля к напорной трубе, напорный трубопровод , переходник «труба-насос». Это все можно купить вместе с насосом либо отдельно.
    Обратите внимание, что для нормальной и безопасной работы насоса важно, чтобы подводящий электричество кабель отвечал потребляемой мощности агрегата.

    Максимальные длины электрокабелей при подборе скважинного насоса .

    Напряжение электропитания составляет 1х230В.
    Так как блок управления устанавливается в доме, необходимая длина кабеля будет составлять 60 м. Обращаясь к таблице узнаем и сечение кабеля.

    Для организации водоснабжения частного дома перед установкой насосного оборудования, в первую очередь необходимо рассчитать его параметры. При этом необходимо учитывать технические характеристики источника, расстояние до потребителя и объем водозабора. Домовладельцу, самостоятельно монтирующему линию водоснабжения в дом, нет необходимости производить расчет насоса для скважины по сложным формулам — для этого предназначены размещенные в сети онлайн-калькуляторы.

    Рис. 1 Онлайн калькулятор для определения объема подачи – внешний вид

    Их существенным недостатком является приблизительность полученных результатов — многие важные параметры, влияющие на окончательный результат, не фигурируют во вводных данных. Почти все онлайн-калькуляторы рассчитывают только один из параметров: высоту подъема, производительность или необходимое давление в магистрали, остальные данные приходится определять другими способами. Еще одной проблемой является выбор точного и достоверного калькулятора из множества вариантов, выложенных в сети. Поэтому наиболее правильным решением вопроса, как рассчитать насос для скважины, остается вычисление его параметров по формулам с помощью таблиц потерь и использование калькуляторов в качестве вспомогательного средства для проверки правильности расчетов.

    Рис. 2 Онлайн — калькулятор для расчета насоса для водоснабжения

    Что необходимо учитывать при расчете водяного электронасоса

    Необходимость точного определения параметров насосного оборудования очень важна при обеспечении постоянного водоснабжения частного дома. Если производительность рассчитана неточно, водозаборные устройства будет выкачивать недостаточное количество воды — это потребует его замены и соответственно дополнительных расходов. К еще большим финансовым потерям может привести использование насосного оборудования с большим запасом по параметрам: помимо неоправданных расходов при покупке, в процессе эксплуатации электронасос будет работать с низкой эффективностью, потребляя неоправданно большое количество электроэнергии.

    Рис. 3 Схема подключения погружного скважинного насоса

    При расчете водяного электронасоса для системы водоснабжения необходимо учитывать следующие параметры водозаборной емкости и водопроводной магистрали.

    Глубина водозаборного источника

    Знать глубину скважинного или колодезного дна нужно при определении дебита источника, это важно с практической точки зрения — найденное расстояние от поверхности до дна позволит оптимально подобрать помпу с необходимой глубиной погружения и высотой подъема в данном диапазоне.

    Рис. 4 Статический и динамический уровни

    Статический уровень

    Расстояние от водного зеркала источника до поверхности играет роль в установлении высоты подъема и глубины погружения помпы. Статический уровень определяется при отсутствии водозабора и нахождении источника в спокойном состоянии не менее часа или для более высокой точности — суток. Показатель имеет сезонную зависимость и падает в весенний паводок, поэтому следует определять его наиболее высокий уровень в сухую летнюю погоду.

    Динамический уровень

    Расстояние от водного зеркала до поверхности при работающем электронасосе — динамический уровень, он существенно отличается от статического в неглубоких низкодебитных абиссинских или песочных скважинах с малым напором. В артезианских источниках, где давление воды существенно выше и уравновешивается высоким столбом, динамический уровень при бытовых объемах забора обычно равен статическому.

    Знание динамического уровня особенно важно при подборе глубины погружения электронасоса — в отключенном состоянии он будет испытывать нагрузку от столба жидкости высотой от глубины погружения под зеркало динамического уровня (1 — 2 м.) до поверхности статического уровня.

    Объем потребления

    Расчет производительности насоса зависит от количества проживающих людей и подключенных точек и рассчитывается по калькуляторам водозабора бытовой техникой и сантехническими приборами. Следует учитывать, что потребление не должно превышать дебит источника.

    Рис.5 Таблица расхода воды бытовой сантехникой

    Диаметр скважинных труб или колодца

    Данный показатель в основном влияет на выбор модели помпы. В узких неглубоких абиссинских скважинах невозможно установить глубинный погружной электронасос, жидкость поднимают центробежными поверхностными агрегатами с опусканием в источник всасывающей водозаборной трубы. Стандартные погружные скважинные центробежные электронасосы имеют диаметр около 4-х дюймов и рассчитаны на погружение в скважинные отверстия диаметром не менее 100 мм., для некоторых высокопроизводительных погружных моделей с диаметром 6 дюймов требуются наличие скважинных труб шириной не менее 150 мм. Колодезные кольца должны иметь достаточную ширину для установки в них колодезного электронасоса с поверхностным поплавковым выключателем, располагающимся на водном зеркале до 300 мм. от центральной оси помпы.

    Качество воды

    Жидкость, которую электронасос поднимает на поверхность, имеет разное качество в зависимости от вида источника водозабора. У бюджетных абиссинских видов глубиной не более 8 м., вследствие малого веса и конструктивных особенностей, всасывающие отверстия располагаются в толще водоносного слоя. Скважина дает чистую воду, для ее забора можно использовать центробежные или вихревые виды электронасосов. Более глубокие песчаные скважины в силу значительной массы располагаются на песчаном или глиняном дне водоносного пласта. В зависимости от структуры дна, напора, расстояния входного отверстия напорной трубы, поднимаемая жидкость в песчаных скважинах имеет различную степень чистоты. Для забора из источников чистой воды или с незначительным содержанием примесей, используют глубинные центробежные электронасосы, более замутненную жидкость можно поднимать устройствами винтового принципа действия. Вибрационные модели в силу вредного воздействия на стенки обсадных труб, малой производительности, небольшого времени непрерывного всасывания и низкой эффективности не используются для обеспечения постоянного водоснабжения частного дома. При расчете мощности насоса калькулятор должен учитывать гидравлические потери в водяных фильтрах.

    Обсадные трубы артезианских скважин устанавливаются на прочное известковое дно, поднимаемая вода в этом случае самая чистая с очень высоким содержанием железа, для забора можно использовать вихревые или центробежные электронасосы.

    Расстояние от дома до источника

    При расчетах необходимого напора переводят вертикальные метры в горизонтальные, это соотношение зависит от диаметра и материала трубопровода, влияющих на его гидравлическое сопротивление.

    Давление в водопроводе

    Электронасос должен не только доставить воду потребителю, но обеспечить в системе необходимое давление. Этот показатель влияет на силу водной струи в кране, и обеспечивает работу автоматики, настроенной на определенный диапазон. В первую очередь это относится к реле давления и холостого хода, при малом давлении автоматика не будет отключать электронасос, его избыточное значение помимо бытовых неудобств может привести к быстрому выходу из строя узлов водопроводной системы.

    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.

    Объем подачи. Расчет производительности проводят с учетом количества проживающих в доме людей, потребляющей воду бытовой техники (стиральной и посудомоечной машин) и точек забора. Учитываются душевые и ванные, унитазы, биде, мойки и раковины.

    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.

    Совсем не обязательно подсчитывать все точки забора воды в доме, чтобы определить мощность насоса, можно по таблицам определить потребление по суточным нормам, средний показатель при этом лежит в пределах 200 л. на одного человека.

    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

    Формула для расчёта напора

    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.

    H своб – напор на создание рабочего давления в системе. Данное значение необходимо брать в диапазоне 15 – 30 м.

    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.

    Система колодезного водоснабжения своими руками. Как сделать, чтобы работало круглый год

    Водоснабжение частного дома из колодца остается востребованным, и не только из-за дешевизны и относительной простоты. Колодец вполне может быть единственным и полноценным источником воды в загородном доме, а из чего она должна состоять, и как ее сделать своими руками, рассказывает эта статья.

    Преимущества колодезной системы водоснабжения

    Как выбрать насос для колодца

    Гидроаккумулятор в системе колодезного водоснабжения

    Трубопровод в системе колодезного водоснабжения

    Примеры систем колодезного водоснабжения, реализованные участниками FORUMHOUSE

    Выводы

    Преимущества колодезной системы водоснабжения

    Говоря о колодцах, в современности мы имеем в виду конструкцию из железобетонных КС, «колец стеновых», или колодезных колец, заглубленных до первого стабильного водносного пласта – грунтовых вод. Грунтовые воды безнапортные, в них нет лишнего давления, и если выкопать колодец, то вода в нем будет на уровне водоносного слоя, только немного меняясь в разное время года. Химический состав такой воды тоже остается стабильным.

    У колодцев есть определенные преимущества перед скважинами:

    • можно использовать погружные насосы (благодаря большому диаметру);
    • колодцы практически не заиливаются и слабо затягиваются песком;
    • колодец нетрудно самостоятельно обслуживать: чистить, консервировать, осматривать;
    • вода из колодца не такая жесткая и «железная», как из скважины.

    BurilaУчастник FORUMHOUSE

    Часто колодец можно сделать там, где нормальной скважины не получится (узкий, безнапорный водяной пласт со слабым дебетом), а колодец будет относительно стабильно работать за счёт накопительного объёма.

    ВодомутУчастник FORUMHOUSE

    Чтобы получить нормальное водоснабжение из колодца в мелко- и среднезернистых песках, достаточно углубиться на 1,0-2.0 метра в водоносный горизонт.

    Как выбрать насос для колодца

    Главный элемент системы колодезного водоснабжения – насос. Они делятся на погружные и поверхностные. Погружные, как и следует из названия, погружаются прямо в колодец, в воду; поверхностные остаются на поверхности, а в воду опускается только всасывающий патрубок.

    Поверхностные насосы устанавливают на летних дачах. Они поднимают воду с небольшой глубины (не более 9 метров), и у них не такой большой КПД, зато их проще монтировать и они подешевле. Для круглогодичного водоснабжения используют обычно погружные насосы, или мощные насосные станции со встроенной автоматикой и накопительным баков вкупе с эжектором (но чем глубже колодец, тем больше электроэнергии съедает такое устройство, и тем ниже его производительность).

    Андрей 203Администратор FORUMHOUSE

    Высота подъема воды у НС с внешним эжектором определяется паспортными данными на определенную модель (от 15 до 40 метров).Насосы (насосные станции) со встроенным эжектором, так и без оного фактически поднимают воду с 8 метров.

    И если не опускать внешний эжектор в колодец, а просто привинтить его в поверхностному насосу, по параметрам такая конструкция не будет отличаться от насоса со встроенным эжектором, и высота всасывания у него будет небольшой.

    Погружной насос в колодце должен располагаться так, чтобы под ним до дна был столб воды толщиной не менее метра; до уровня воды (когда он опускается до минимума) над насосом также должен быть как минимум метровый слой воды. Но этот вид довольно чувствителен к механическим примесям в воде: если песка в ней много, он убьет любую, даже самую мощную и дорогую технику.

    Для колодцев с нестабильным уровнем воды рекомендуется использовать модели с сигнальным поплавком. Когда уровень воды падает ниже технического предела, откачка воды в этих моделях автоматически прекращается.

    Перед покупкой оборудования нужно сделать определенные расчеты.

    Доктор ХаусУчастник FORUMHOUSE

    Правильно проведите расчет при покупке нового насоса. А то многие покупают наобум, а потом плачутся в рубашку.

    Вот какие характеристики насосов учитывают при расчетах:

    • Производительность (сколько литров воды насос поставляет в минуту). Она зависит от мощности насоса и пропускной способности трубы. Нужно знать, сколько воды реально нужно семье (суммировать расход воды за минуту всеми потребителями) и сравнить с максимальной производительностью прибора.
    • Глубина всасывания. Показывает, с какой глубины агрегат способен качать воду.
    • Максимальный напор. Определяет расстояние между точкой водозабора и наивысшей точкой разбора воды.

    Самая важная характеристика насоса — производительность. Она не должна быть меньше, чем расход воды всеми эксплуатируемыми точками одновременно или объему воды, который потребляется домовладением за один час.

    Но и излишне мощный насос покупать нельзя! Чем чаще он переключается на «сухой ход», тем быстрее изнашивается.

    Самостоятельно рассчитать насосное оборудование можно на калькуляторе, который рекомендуют администраторы FORUMHOUSE

    При выборе насоса для колодца нужно учитывать его принцип действия. По принципу действия все насосы делятся на вибрационные, центробежные, вихревые и винтовые (применяются редко и в этой статье не рассматриваются).

    Вибрационные – самые бюджетные и незамысловатые. Достаточно шумные, в воде с мелкими загрязнениями возникают проблемы, потому что твердые частицы мешают плотному прилеганию клапанов. Хороший напор, невысокая производительность и недолговечность (как говорят на FORUMHOUSE, «горят так, что можно вместо свечек использовать» и недолговечность – вот главные причины, по которым такие насосы выбирают как временные, летние варианты.

    wk96Участник FORUMHOUSE

    Вибрационные насосы не предназначены для автоматических систем водоснабжения. Хотя вопреки всему на них системы делают, и как ни странно, они еще и работают.

    Центробежные – наиболее популярные, соответствуют большинству требований, которые предъявляются к колодцам. Не шумят, не вибрируют, поднимают воды с большой глубины, у них стабильно высокая производительность. Такие насосы довольно дорогие и сложно устроенные.

    Вихревые – отличаются от центробежных формой камеры и рабочего колеса, благодаря которым эксплуатационные возможности таких насосов выше. Они несколько проще устроены, немного дешевле и легко переживут попадание воздуха. Но они несовместимы с механическими примесями в воде, даже их совсем небольшим количеством.

    Гидроаккумулятор в системе колодезного водоснабжения

    Какой бы тип насоса не был выбран для автономной системы водоснабжения, ее обязательным элементом должен стать гидроаккумулятор – емкость из металла, одна часть которой заполнена сжатым воздухом под давлением 1,5 атм, а другая наполняется водой. Зачем нужен этот гидробак, он:

    • выравнивает давление в трубе, и даже если открыть сразу несколько кранов, оно останется неизменным;
    • сводит к минимуму количество «пусков» и «стопов» (повторно-кратковременных включений) насоса – а чем их меньше, тем дольше прослужит оборудование;
    • этот способ устройства водопровода из колодца исключает возможность гидроударов, а стало быть, защищает трубопровод и бытовые приборы от протечек и повреждений;
    • создает запас воды на случай отключения электричества – а это распространенная проблема в загородной жизни.

    Гидроаккумулятор не обязательно должен быть отдельным элементом, в конструкции ряда поверхностных насосов уже есть накопительные баки, это готовые насосные станции. Многие участники нашего портала для организации водоснабжения из колодца своими руками выбирают именно этот вариант. Так, на даче, где живут три человека и основные потребители – кухонный смеситель и душ, достаточно установить стандартную насосную станцию, в комплектации которой предусмотрен бак объем 24 литра плюс накопительный водонагреватель объемом не менее 80 литров.

    Гидроаккумуляторы бывают баллонными, с каучуковым баллоном-грушей груши внутри бака, и мембранными, с мембраной, установленной поперек емкости. В баллонных ГА вода находится внутри груши и контактирует только с ее резиновыми стенками, и это сменный элемент; в мембранных – с самим металлом гидробака. При прочих равных, лучше выбирать гидроаккумулятор с грушей и съемным фланцем из нержавейки.

    Горизонтальный или вертикальный будет гидроаккумулятор, не имеет значения; какой удобнее поставить, тот и надо выбирать. По сложившейся практике, для поверхностных насосов выбирают горизонтальные, их проще крепить на этом агрегате, а для погружных – вертикальные, которые легче установить в помещении.

    Protasevich Участник FORUMHOUSE

    Для воды – со съемной мембраной, а вертикальный или горизонтальный, зависит от места установки.

    А вот что имеет значение, так это объем ГА. Для промышленных накопительных емкостей он рассчитывается по сложным формулам, которые можно найти и на нашем портале, но если речь идет о водоснабжении дачи или частного дома, сложные формулы избыточны.

    BeutifletУчастник FORUMHOUSE

    Чем больше гидроаккумулятор, тем реже включается насос и тем проще ему живется. Чтобы обеспечить непрерывную подачу воды годится любой, даже самый маленький (24л ) ГА.

    На практике приходится выбирать из того, что есть на рынке, и тут рекомендуется придерживаться следующих значений:

    • 24-35 литров – в системе не более трех потребителей (стиральная машина или посудомойка, смеситель, унитаз) с насосом производительностью не более 15-2 м.куб./час;
    • 50-100 литров – в системе 4-8 потребителей, с насосом производительностью 4 м.куб./час;
    • от 150 литров – в системе более 8 потребителей, с насосом производительностью более 4,5 м.куб./час.

    Рабочее давление воздуха гидроаккумулятора указано в технических характеристиках гидроаккумулятора, это константа. Измеряют его всегда в пустом баке, без воды.

    ProtasevichКонсультант FORUMHOUSE Давление воздуха замеряется в пустом, без воды ГА. Для этого нужно отключить насос от сети, открыть любой ближайший кран и дождаться пока не закончит течь вода.

    Если ГА частично заполнен водой, то давление воздуха в нем будет такое же, как и давление воды в системе.

    Давление в системе водоснабжения, в которой ГА стоит в подвале двухэтажного частного дома, должно составлять минимум 2 Атм: 1 Атм на подъем к самому высокому потребителю (душ на втором этаже и т.п.), а остальное давление должно обеспечить нужный напор в кране. Рабочее давление гидробака должно составлять 1,5 Атм.

    Трубопровод в системе колодезного водоснабжения

    Какая бы ни была выбрана схема водоснабжения, всегда лучше брать нормальные трубы, даже для летнего дачного водопровода.

    ProtasevichКонсультант FORUMHOUSE

    Лучше уж прикопать нормальную трубу, она будет намного долговечней и дешевле, чем резиновый шланг.

    Диаметр труб обычно составляет 32 мм, трубы прокладывают под углом, который повышается через каждый 15 см по направлению от дома к колодцу. Хорошо зарекомендовали себя полиэтиленовые трубы с шириной стенок 3 мм.

    Для системы колодезного водоснабжения с использованием погружного насоса понадобятся:

    • скважинный адаптор,
    • подвесной торс (диаметром не менее 3 мм),
    • реле, работающее на сухом ходу,
    • фильтры грубой и тонкой очистки,
    • ​краны шарового типа и фитинги.

    Рассмотрим это на примере простой система водоснабжения с насосной станцией

    Для наружной ветви водопровода траншеи роют на глубине промерзания почвы. В Москве и центральных регионах России она составляет 1,5 метра.
    Когда траншея вырыта, в кольце колодца, на уровне ее дна сверлят отверстие, диаметр которого должен совпадать с наружными габаритами скважинного адаптера. Втрое отверстие делают в фундаменте.

    Трубопровод колодезного водоснабжения состоит из двух ветвей. Первая идет от адаптера в глубину колодца. На ее конце придется поставить обратный клапан, который не даст воде слиться в колодец, эжектор и фильтрующий стакан.

    Вторая ветвь трубопровода идет от адаптора в другую сторону, к всасывающему патрубку насоса в подвал. Патрубок насоса и торец трубопровода должны разделяться шаровым краном. Ветвь трубопровода, которая идет по траншее, нужно утеплить или коробом из пенопласта, или специальным чехлом из вспененного полипропилена. После этого засыпать траншею так, чтобы над землей возвышался небольшой холмик. Со временем грунт утрясется и холмик осядет.

    Примеры систем колодезного водоснабжения, реализованные участниками FORUMHOUSE

    На FORUMHOUSE реализованы разные схемы колодезного водоснабжения, и совсем простые, и замысловатые.

    В этом видео представлены несложные, но настолько эффективные инженерные решения, что в комментариях их автору писали «не нужен умный дом, когда есть такой умный хозяин!»

    Простейшая схема водоснабжения с вибронасосом созданна пользователем нашего портала с ником Senin. Ее главное преимущество – довольно высокие эксплуатационные параметры при скромных затратах. В состав системы входят колодец, погружной вибронасос, обратный клапан, гидроаккумулятор на 50л и реле давления.

    У колодца хороший дебит, он состоит из девяти колец, три из которых наполнены водой. Погружной вибрационный насос опущен в колодец на глубину метр от дна колодца. В колодце установлен концевой выключатель с поплавком из двухлитровой пластиковой бутылки, на ½ наполненный водой – он защищает насос от сухого хода.

    От насоса в подвал дома вода подается по трубе из металлопластика (материал хорошо себя зарекомендовал для таких целей) диаметром 20 мм. В подвале установлены ГА (на резиновых прокладках для снижения шума) и реле давления, которое отключает насос при давлении в 4 Атм.

    SeninУчастник FORUMHOUSE

    Обратный клапан лучше установить в колодце, тогда трубы при работе насоса гудят существенно меньше.

    Питьевую воду Сенин берет также из колодца, но очищает ее фильтром с осмотической мембраной (минимальное давление которого 2,8 Атм). Для горячей воды установлен электрический бойлер на 50 л. Через подвал по дому сделана горизонтальная разводка металлопластиковых труб.

    Мощность насоса всего 250 Вт – это дает экономию электроэнергии.

    Это летний вариант водопровода, но если своими руками утеплить колодец и закопать трубу в траншею на глубину 1,5 метров, им можно пользоваться и зимой.

    SeninУчастник FORUMHOUSE

    Канализация должна быть тоже зимней, а дом и подвал — ПОСТОЯННО отапливаемыми.

    Но все же данную схему лучше рассматривать как временную, летнюю: для постоянной эксплуатации колодезного водоснабжения необходимы центробежные колодезные насосы.

    Схема водоснабжения «погружной насос-колодец»
    Вот каким спсобом выполнена схема водоснабжения индивидуального дома из колодца пользователем нашего портала с ником torez-1.

    Здесь, как и в большинстве таких домашних водопроводов, применены трубы ПНД. Глубина их прокладки зависит от глубины промерзания в регионе, здесь – 1,5 м.
    Диаметр трубы «насос-гидроаккумулятор» и всех фитингов, которые на ней располагаются (обратный клапан, тройник, уголок, грязевик и т.п.) равен диаметру выходного патрубка насоса. Для обеспечения максимально корректной работы гидроаккумулятор и автоматика расположены рядом.

    В системе использован ГА на 24 литра с реле давления. Реле сухого хода не поставлено, потому что у колодца хороший дебит.

    torez-1Участник FORUMHOUSE

    Вывод для полива можно делать где удобней. Но лучше, когда он сделан на дюймовой трубе «насос-ГА» во избежание потерь подачи воды.

    Колодец не утеплён, но так как труба входит в грунт ниже глубины промерзания, она еще ни разу не перемерзала.

    Выводы

    Колодец может быть единственным и полноценным источником водоснабжения загородного дома и участка при условия хорошего дебита и качественной воды;
    Основа системы колодезного водоснабжения – насос, но важно правильно его рассчитать, чтобы не купить неподходящий;
    Без гидроаккумулятора в системе колодезного водоснабжения не обойтись;
    Лучший выбор для колодца – погружной насос;
    Многие монтируют насосные станции прямо в колодце, но они поступают неправильно.

    Андрей 203 Администратор FORUMHOUSE

    Даже с утепленной крышкой колодца не рекомендую устанавливать НС внутрь. Из-за повышенной влажности ресурс станции может быть серьёзно сокращен вплоть до преждевременного выхода её из строя.

    Важно проложить трубы на глубине промерзания грунта.
    Чтобы насос не украли, колодец закрывают тяжелой металлической крышкой и запирают на замок.

    На FORUMHOUSE наглядно показан монтаж погружного насоса, собрана огромная база фотографий реализованных пользователями портала систем водоснабжения, и из колодца тоже; обсуждается знаменитая самосливная «схема Володимира» с сухим вводом и ее реализация. Почитайте нашу статью о том, как защитить колодец от талой воды и о том, как пробурить скважину на своем участке и не нарушить закон. Посмотрите видео, которое рассказывает про систему колодезного водоснабжения загородного дома.

    Подписывайтесь на наш Telegram каналЭксклюзивные посты каждую неделю

    Расчет скважинного насоса

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *