Мощность погружного насоса для скважины квт. Расчет мощности и определение других характеристик погружного насоса. Расстояние от дома до источника

Основными параметрами для выбора любого являются:

создаваемый напор;

производительность;

мощность электродвигателя.

В данной статье мы остановимся на упрощенном расчете напора и производительности.

Напор, создаваемый насосом должен складываться из трех важных значений:

1. При определении требуемого напора насоса нужно помнить, что 1 метр напора по вертикали примерно равен 10 метрам напора по горизонтали (на самом деле на данное отношение влияет множество факторов).

Если в характеристиках насоса написано, что максимальный напор при нулевой производительности достигает H max = 48 метров , то значит, что по вертикали данный насос поднимет воду на высоту 48 метров или при нулевой высоте подъема он сможет доставить воду примерно на 480 метров по горизонтали (но при этом вода будет вытекать слабой струйкой).

Например, вы устанавливаете насос в подвале дома или гаража, находящемся на 3 метра ниже уровня земли. До входа системы водоснабжения в одноэтажный дом, куда подается вода - 20 метров. Значит, Вам необходим насос с напором свыше 5-ти метров при определенной производительности:

H max = 3 + 20/10 = 5 метров .

Но для нормальной работы системы водоснабжения Вам нужен насос с определенными напором и производительностью.

Вы спросите: «Почему при определенной производительности?»

Ответ: «Вам нужно, чтобы вода из шланга или крана не капала (а на насосе указан максимальный напор при нулевой производительности, либо наоборот), а вытекала с производительностью, достаточной для удаления воды из емкости. Для бытовых целей производительности насоса хватит, если максимальный напор, создаваемый насосом (указан в характеристиках насоса) превышает расчетный на 3 метра. В данном случае 8 метров. Опять-таки, не стоит забывать, что в ряде случаев необходим запас по напору, определяющему производительность насоса, то есть напор должен быть существенно больше.

Более точные расчеты напора и производительности насоса в зависимости от сложности системы трубопроводов, дальности перемещения воды и высоты подъема определяется по специальным диаграммам, таблицам или для сложных условий работы системы водоснабжения производятся сложнейшие расчеты, в которых с определенной степенью погрешности учитываются все параметры и характеристики системы.

2. Давление, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления, как правило, для всех потребителей бытового назначения, должно быть от 1,5 до 3,0 бар ( bar ) , что соответствует напору от 15-ти до 30-ти метров H потр = (15 ... 30) м.

3. Расчетный напор насоса до основных точек потребления (например, до входа системы водоснабжения в одноэтажный дом):

Н расч = H гео + H потр + H пот

Где: Н расч - расчетный напор, создаваемый насосом, м ;

H гео - геодезическая высота подъёма воды (расстояние по вертикали от места установки насоса до наиболее высокорасположенного потребителя), м .

H потр - напор, который необходимо создать в самой удаленной точке и высоко расположенной точке потребления, м .

H пот - суммарное гидравлическое сопротивление по всей длине L тр всасывающего и нагнетательного трубопроводов (суммарные потери напора).**

*Высота всасывания

Чем выше температура воды, тем меньше высота всасывания, и практически при + 65-ти градусах Цельсия (°С ) забор воды становится невозможен.

Обычно геометрическая высота всасывания для составляет не более 5-ти, 7-ми метров и лишь для некоторых типов насосов она доходит до 9-ми метров.

**Точный расчет суммарных гидравлических потерь напора по всей длине L тр трубопроводов и элементах инсталляционной аппаратуры, элементах управляющей автоматики и т.д. крайне сложен – приходится учитывать очень большое количество факторов.

Для крайне приблизительных и упрощенных расчетов зачастую достаточно принимать, что для горизонтального участка трубопровода длиной 100 метров разница между напором на входе и выходе с учетом потерь напора условно принимаем снижение напора на 10 м, что соответствует падению давления около 1 бар ( bar ) .

Упрощенный пример расчета на уровне «двух пал ьцев» (за основу взят ).

а) Приведем пример или задачу:

Длина трубы 25 метров в высоту (от динамического уровня воды до дальней точки потребления). Какой нам нужен напор насоса, чтобы вода достигла точки потребления?

Решение очень простое - нам нужен напор, равный высоте от динамического уровня воды до точки потребления , то есть 25 метров!

Обратите внимание! В задаче указано, что вода должна достигнуть точки потребления, а не литься из трубы фонтаном.

б) Если Вы хотите понять: «Как найти величину напора, чтобы на выходе в точке потребления вода выходила фонтаном?» - решим следующую задачу.

Расстояние от уровня воды до точки потребления составляет 35 метров в высоту. Какой нам нужен напор насоса, чтобы вода выходила из трубы фонтаном или как минимум превысила высоту точки потребления? Решение тоже очень простое! Необходимо, чтобы у насоса высота напора была выше 35 метров!

Задача: Длина трубы по вертикали от уровня воды до точки потребления 35 метров. Какой нам нужен напор насоса, чтобы на выходе трубы (или другими словами в точке потребления) создать напор, равный 30 метрам?

Решение: Необходимо, чтобы у насоса был напор, равный 65 метрам! Эта цифра получена путем сложения двух данных: 35 м (длина трубы по вертикали от уровня воды до точки потребления) + 30 м (стандартный, рекомендованный в точке потребления напор – детальнее указано выше) = 65 метров .

4. Потери создаваемого напора - потери напора, снижение давления между входом и выходом элемента конструкции гидросистемы, к которым относятся трубопроводы, арматура, электронасосы, элементы управляющей автоматики и т.д.

Потери напора, создаваемого насосом при перекачивании жидкости, зависят от:

материала, из которого изготовлены элементы трубопроводов;

геометрических характеристик трубопроводов (длины, диаметров, углов изгибов используемых переходников, отводов и т.д.);

наличия клапанов, фильтров (как грубой, так и тонкой очистки), изгибов, приспособлений и других вспомогательных устройств;

фактического технического состояния гидросистемы, в том числе степени шероховатости внутренних поверхностей;

вязкости перекачиваемой жидкости.

Потери создаваемого напора можно приблизительно рассчитать по таблицам, в которых указываются значения уменьшения напора, выраженного в метрах водяного столба.

С учетом того, что:

10 м.в.ст. (10 метров водяного столба) = 1 бар ( bar ) = 100000 Па ( Pa )= 100 кПа ( kPa )

Нужно при любых расчетах привести все величины к одним единицам измерений.

Пример расчета потерь создаваемого напора ( h п ) .

Заметно снизилось (уменьшилось) давление в системе водоснабжения - попробуем найти причину - обоснуем необходимость замены труб, элементов трубопровода или существующего насоса, а затем изменим внутренний диаметр (следовательно, увеличим сечение трубы) и тип материала, из которого изготовлены трубы системы водоснабжения, или существующий насос.

Исходные данные:

1) Система водоснабжения была смонтирована из стальных оцинкованных труб с внутренним диаметром d 1 = 25 мм .

2) Для перекачивания жидкости в системе водоснабжения применяется условный центробежный насос с производительностью Q = 4,0 м 3 /ч .

3) Общая длина трубопроводов составляет L = 100 м .

4) Для наглядности и упрощения примера не берём во внимание количество и углы изгибов используемых переходников, отводов - считаем только потери напора по длине прямого трубопровода (что имеет мало общего с реальной жизнью, так как в действительности любая система водоснабжения состоит из всевозможных изгибов, переходников, штуцеров, различных элементов запорной арматуры, в том числе кранов, вентилей; о действительном состоянии внутренних стенок стальных труб после определенного срока мы умышленно умалчиваем!).

Вопрос:

На сколько изменится создаваемый напор, если при реконструкции системы водоснабжения взамен демонтированных стальных труб будут использоваться трубы из ПХВ с внутренним диаметром

d 2 = 38 мм?

Решение:

1) По ниже приведенной таблице потерь напора определяем потерю напора при длине L = 100 м трубопровода и производительности Q = 4,0 м 3 /ч для труб из ПХВ с внутренним диаметром d 1 = 25 мм.

Потери напора составляют h 1 = 21,5 м ( м.в.ст.) , что соответствует уменьшению давления на величину:

∆ P 1 = 2,15 бар ( bar ).

2) Внизу таблицы в примечании указано, что полученное значение потерь давления для стальных оцинкованных труб нужно умножить на поправочный коэффициент k = 1,5. В результате получим значение потерь давления:

h 2 = 21,5 м × 1,5 = 32,25 м ( м.в.ст.) , что примерно соответствует уменьшению давления на величину: ∆ P 2 = 3,23 бар ( bar ). (Это результат на условном трубопроводе длиной 100 метров!)

3) По таблице потерь для труб из ПХВ диаметром d 2 = 38 мм и длиной L = 100 м при производительности Q = 4,0 м 3 /ч определим потери напора, равные h 3 = 2,9 м.в.ст., что соответствует уменьшению давления 0,29 бар ( bar ).

4) После замены стальных оцинкованных труб с внутренним диаметром d 1 = 25 мм на трубы из ПХВ с внутренним диаметром d 2 = 38 мм , при одинаковой длине трубопровода L = 100 м и при той же производительности Q = 4,0 м 3 /ч условного насоса (по условию задачи насос не меняли!) получили меньшие потери напора и давления:

h = h 2 - h 3 = 32,25 - 2,9 = 29,35 м (м.в.ст.) ; или ∆P = ∆P 2 - ∆P 1 = 3,23 - 0,29 = 2,94 бар (bar)

Вывод: поменяем трубы для системы водоснабжения, а не насос (насос не «виноват»)!

Таблица расчета потерь напора (в метрах водяного столба) для труб из ПХВ и полипропилена в зависимости от производительности, длины и диаметра трубопровода. (Все числовые значения потерь напора, приведенные в таблице, являются экспериментально установленными, так как не существует простых формул для расчета потерь!)

Таблица расчета потерь напора (в метрах водяного столба) для стальных труб при перекачивании сточных вод в зависимости от производительности, длины и диаметра трубопровода. (Все числовые значения потерь напора, приведенные в таблице, являются экспериментально установленными, так как не существует простых формул для расчета потерь!)

Расчет производительности следует производить по двум основным значениям:

1. Расход в точке потребления.

2. Потери производительности по длине трубопровода от насоса до точки потребления.

Что касается расхода потребления воды, то тут примерно есть приблизительно готовый цифровой стандарт.

Примерный расход воды из потребителей:

умывальник - 6 л/мин;

туалет - 4 л/мин;

посудомоечная машина - 8 л/мин;

душ - 10 л/мин;

поливочный кран - 18 л/мин;

стиральная машина - 10 л/мин;

бассейн - 15 л/мин;

полив газонов и цветников требует до 6 л/мин воды на один м 2 , расход при этом зависит также от способа орошения и интенсивности полива;

сауна или баня потребует около 16 л/мин .

На практике обычно считается расход из одного открытого крана равен 10 литрам/минуту.

Возьмем для примера смеситель в ванной. По опыту для комфортного использования смесителя необходимо, чтобы расход воды на выходе примерно равнялся 15 литрам в минуту. Эту величину и возьмем для стандарта по подбору расхода в данной задаче.

Но ведь у нас не одна точка водоразбора, тогда необходимо рассчитать общий поток для всех точек потребления. Соответственно расход всех точек потребления необходимо суммировать и найти максимальный показатель расхода.

Предположим, у нас имеется две ванны и кухня. И представим, к примеру, что в первой ванной работает душ, во второй - непосредственно смеситель и стиральная машина, на кухне открыт кран и работает посудомоечная машина.

Суммируем расходы из всех точек потребления 10 + 15 + 10 + 6 + 8 = 49 литров в минуту - получили наш расход из пяти основных потребителей.

Можем подбирать необходимую производительность насоса с учетом примерного расхода.

Важно! При расчете максимальной производительности (объемной подачи) насоса или при установке насоса повышения давления необходимо брать запас не менее (40 … 50) % от суммарного максимально возможного водопотребления.

Важно! При расчете фактической производительности (объемной подачи) насоса необходимо учитывать, что все потребители в системе водоснабжения никогда не работают одновременно, соответственно клиент может взять поправочный коэффициент (коэффициент запаса по производительности), равным k зап = 0,8 … 0,9 = (80 … 90) % от суммарного максимально возможного водопотребления.

Расчет насоса для скважины производится после изготовления скважины, получения паспорта на нее. Документация выдается специалистами компаний, в которых заказывается услуга. В ней указаны основные параметры скважины – подача, уровни зеркала, конструкция фильтра на забое. При заполнении паспорта скважины применяется профессиональное оборудование, многократно превосходящее бытовые насосы. Поэтому пользователь может смело выбирать любую модификацию поверхностного, погружного насоса в указанных пределах. В идеале производительность скважинного насоса должна быть на 5-10% меньше, чем аналогичный показатель источника водозабора. Рис. 1.

Рисунок 1. Схема источника водозабора.

Расчет в обязательном порядке учитывает характеристики:

количество сантехнических приборов;
схема их расположения;
суточная потребность семьи в жидкости;
классификация используемой системы водоподготовки.

Расчеты погружных моделей отличаются от вычислений для поверхностных насосов. Оптимальным вариантом скважинного насоса является винтовая, вихревая, центробежная модификация оборудования, допускающие 40 г/л либо 180 г/л примесей соответственно. Вибрационные насосы резко снижают бюджет водообеспечения коттеджа, однако имеют низкий ресурс, выходят из строя при обилии песка.

Производительность погружного насоса

Для расчета производительности насоса для скважины необходимо знать величину расхода. Этот показатель складывается из расхода жидкости в нескольких сантехнических приборах, используемых одновременно. Для удобства вычислений данные сведены в таблицу:

Расчет производится с поправочным коэффициентом 0,6-0,8, так как вероятность одновременного включения всех потребителей не превышает 60-80% соответственно. В нормативах СНиП присутствуют таблицы, облегчающие расчеты в нестандартных ситуациях (например, проживание семьи из двух человек в двухэтажном особняке с санузлами на каждом этаже). В них заложены значения, основанные на реальном эксплуатационном опыте. Например, если при сложении суммарного расхода по имеющимся сантехническим приборам получается 1 л/с, то в таблице этому значению соответствует реальное потребление 0,55 л/с. Для расчетного расхода 5 л/с, 10 л/с, 15 л/с практические значения составят 1,27 л/с, 1,78 л/с, 2,17 л/с соответственно.

Таким образом, добавляется поправочный коэффициент 3,6. В любом случае дебит насоса должен превышать потребность семьи в воде.

Пример для погружного насоса в коттедже

Расчет для частного коттеджа производится с учетом имеющихся сантехнических приборов:

унитаз – 0,1;
умывальник – 0,09;
кухонная мойка – 0,15;
водонагреватель – 0,1;
душ + смеситель – 0,09.

Общий расход в доме получится равным 0,53 л ежесекундно, затем к нему добавляется уличный поливочный кран (0,3 л/с), что составит 0,83 л/с. Данному значению в таблице соответствует реальная характеристика 0,48 л/с, которая после умножения на поправочный коэффициент дает 1,73 куба ежесекундно. Если в паспорте насоса указана производительность в л/ч, то расчеты на последнем этапе изменяются – значение из таблицы достаточно умножить на 3 600 секунд.

В конкретном примере расчета насоса производительность оборудования должна превышать показатель 1,73 куба ежечасно. Сравнив характеристики моделей ведущих производителей, получаем, что для данных эксплуатационных условий подойдут:

Рисунок 2. Модификации насоса

модель 45 Pedrollo 4SR – 2 м 3 /ч;
насос 80 Aquatica 96 – 2 м 3 /ч;
модификация 25Sprut 90QJD – 2 м 3 /ч;
варианты 63 Водолей НВП, 32 Водолей НВП – 1,8 м 3 /ч.

На этом выбор насоса не заканчивается, так как следующий параметр не менее важен для увеличения эксплуатационного ресурса. Рис. 2.

Напор погружного насоса

Скважинный насос находится внутри перекачиваемой жидкости. Поэтому для этих условий не учитывается разница высот между оборудованием, зеркалом воды. При выборе поверхностных модификаций (обычно, насосная станция) этот параметр присутствует в вычислениях в обязательном порядке.

Расчет насоса по напору производится сложением трех величин:

изливный напор – принимается 15-20 м;
потери в трубопроводе – данные сведены в таблицы;
перепад высот между сантехническими приборами, зеркалом воды.

Таблица потерь давления учитывает трение в трубах из различного материала, фитингах, запорной арматуре, клапанах. Учитывается скорость потока, на которую в большей степени влияет внутреннее сечение труб. Поэтому для вычислений потребуется схема внутренней разводки, наружного водопровода.

Пример расчета напора погружного насоса

В заданных условиях скважинный насос используется в следующей системе водообеспечения:

скважина – 35 м от поверхности;
уровни – динамический 15 м, статический 10 м;
дебит – 4 м 3 ежечасно;
удаление от коттеджа – 30 м;
высшая точка сантехнического прибора – 5 м (мансарда).

Схема установки скважинного насоса и графический расчет напора.

Согласно нормативам СНиП, СанПиН, скважину следует удалить от здания на 50 – 20 м, от септика автономной системы водоотведения на 15 м. на первом этапе определяется перепад высот:

Н 1 = отметка сантехприбора + динамический уровень = 5 + 15 = 20 м.

Для подсчета потерь напора необходимо рассмотреть схему водопровода:

от скважин до дома обычно используется 32 мм труба из полипропилена;
внутренняя разводка выполняется 25 мм трубой из этого же материала;
в схеме присутствует один вентиль, два тройника (полив + бытовая линия), три обратных клапана, один отвод 90 градусов;
согласно предыдущему расчету, производительность равна 1,73 куба, значение округляется до табличного 1,8 м 3 /ч;
потери составят 30 м, напор свободного излива принимается равным 20 м, перепад высот определен выше, составляет 20 м, таким образом, напор оборудования должен превышать 70 м.

Характеристики каждого насоса для скважины, рассмотренного на предыдущем этапе, удовлетворяют заданным условиям эксплуатации. Скважина оборудуется любым из них в соответствии с имеющимся бюджетом. Вычисления не будут полными без расчета гидроаккумулятора, необходимого для обеспечения запаса воды, увеличения ресурса насосного оборудования, сглаживания гидроударов внутри системы водообеспечения.

Мембранный бак для водоснабжения

Для бытовой скважины применяются гидроаккумуляторы различной конструкции, материалов, объемов. Для вычислений потребуются следующие данные:

Насосы для скважины могут быть погружные и поверхностные.

номинальная производительность оборудования – 60% от максимальной подачи насоса;
разница давлений – Р 1 – Р 2 (давление включения на 10% ниже максимального, указанного в паспорте, давление отключения на 10% выше минимального);
ежечасное число включений – обычно заявлено производителями 100;
давление включения;
коэффициент – 0,9 единиц.

Для получения объема мембранного бака необходимо:

сложить давление включения, единицу, разницу давлений;
умножить полученное число на 1000, номинальный расход;
разделить результат на 4, максимальное число ежечасных включений, разницу давлений, коэффициент.

Производители выпускают накопительные баки стандартных объемов, после вычисления необходимого объема гидроаккумулятора останется выбрать ближайший размер с 15% запасом. Колодец обычно используется в зимних/летних схемах водопровода жилищ сезонного, периодического проживания. При каждом отъезде хозяев система консервируется, вода сливается из контуров через спускную магистраль. Объема скважины для этого недостаточно, дополнительный заглубленный в землю резервуар увеличивает эксплуатационные расходы. Поэтому используется бюджетный вариант в виде колодца.

Поверхностные насосы являются самовсасывающими конструкциями, используются при небольших глубинах 8-12 м. Поднять воду из артезианской скважины 100-200 м можно лишь профессиональным оборудованием, которое для бюджета семьи слишком дорого. В них используются эжекторы, скважины удовлетворяют потребности целых коттеджных поселков.

Производительность поверхностного самовсасывающего оборудования вычисляется аналогично предыдущему случаю. При расчете напора учитывается взаимное расположение элементов водопровода:

насос может располагаться в цоколе, подсобном помещении нижнего этажа, в техподполье, кессоне на устье скважины;
гидроаккумулятор монтируют на любом уровне.

Вычисления аналогичны расчетам для погружных насосов, однако добавляется вычитание из напора Н б. Это значение потерь в зависимости от высоты бака – разница высот гидроаккумулятора, зеркала водозабора. Если взять вариант расчета для двухэтажного коттеджа со следующими характеристиками:

удаление источника от здания 20 м;
подъем воды с глубины 6 м трубой насоса;
зеркало водозабора на глубине 4 м;
общая глубина скважины 10 м;
расположение насоса в кессоне;
высота санузла 5 м.

Перепад высот составит 5 м. При схеме с двумя 90 градусными отводами, парой вентилей, тремя тройниками, тремя обратными клапанами, аналогичным сечением труб (25 мм внутренняя, 32 мм наружная) от насоса потребуется производительность 3 куба ежеминутно. Потери напора составят 37 м, напор излива 20 м, высота источника 6 м. Таким образом, для автономной системы водообеспечения потребуется насос с напором больше 70 м, что является редкостью у моделей большинства производителей. В данном случае рациональным решением будет использование погружной модификации после аналогичного расчета.

Часто хозяева частного участка прибегают к обустройству собственного источника на воду - колодца или скважины. И, конечно же, для качественной подачи воды оттуда требуется установка хорошего насосного оборудования. Здесь важно правильно осуществить подбор устройства в соответствии не только с его конструкцией, способом монтажа и типом рабочего узла, но и определить номинальную производительность насоса именно для вашего источника.

Как это сделать, как выглядит формула расчёта мощности агрегата, и правила подбора погружного оборудования мы предлагаем в нашем материале.

Важно: при подборе погружного или поверхностного насоса для домашнего водоснабжения всегда стоит брать в расчёт глубину погружения или расположения агрегата, длину трубопровода и желаемый результат. То есть, либо вы хотите получить систему орошения участка по сезону и не более, либо вы делаете создать систему водоснабжения и загородного дома, что потребует учёта среднего потребления воды в час или сутки на человека.

Кроме того, при подборе погружного скважинного насоса всегда стоит помнить, что для неглубокого источника (не более 8-9 метров зеркала воды) можно использовать поверхностные насосы центробежного тира. Для более глубокого залегания зеркала воды необходимо использовать погружной центробежный или вибрационный насос.

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.

Расчёт производительной мощности

Для того чтобы произвести расчёт производительной мощности скважинного центробежного или вибрационного насоса и осуществить правильный подбор оборудования для перекачки воды, необходимо использовать два показателя:

Количество человек, проживающих в доме;

Средний расход воды на человека в час, что составляет примерно 0,5 м3.
Плюс к расчётам стоит подключить возможный расход воды для полива.

В результате будем иметь такие показатели:

Для семьи из 3-4 человек производительная мощность скважинного насоса должна составлять 2-3 м3/час (при условии необходимости орошения огорода). Если же будет происходить забор воды из системы водоснабжения для полива, то производительная мощность скважинного насоса должна составлять 3-5 м3/час для семьи из того же количества человек.

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.

Важно: если технический показатель напора воды у конкретного центробежного или вибрационного скважинного насоса не будет соответствовать параметрам вашей системы водоснабжения, то, скорее всего, вас огорчит качество подачи воды в дом к каждой из водозаборных сантехнических точек.

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.

Важно: расчёт длины горизонтального трубопровода стоит производить с учётом того, что на каждые 10 метров протяженности труб будет происходить потеря 1 метра напора оборудования. К тому же всегда приходится брать в расчёт и диаметр водозаборной трубы. Чем он меньше, тем больше статическое сопротивление в системе водоснабжения, а значит, и снижается напор воды коммуникации.

Расчёт напора

Произвести расчёт напора для скважинного насоса центробежного или вибрационного типа вовсе не сложно. Для этого используют такую формулу:

H = Hgeo + (0,2 x L) + 10 [м],

в которой значения таковы:

Н - итоговый напор для конкретного скважинного центробежного или вибрационного насоса;
Hgeo м - высота трубы от места установки скважинного насоса до самой высокой вертикальной точки водозабора;
0,2 - коэффициент сопротивления трубопровода по всей его протяженности;
L - горизонтальная длина трубы системы водоснабжения;
10-15 приблизительный показатель, необходимый для получения стабильного напора в системе, который требуется добавить к результату при расчёте.

Рассмотрим подсчёт напора для погружного скважинного насоса на примере

Имеем систему водоснабжения с колодцем, глубина зеркала воды в котором 10 метров. При этом сам колодец находится в 10 метрах от дома. Самая высокая водозаборная точка располагается над уровнем земли на 4 метра. В доме живут 4 человека. Кроме того предполагается полив участка и мойка авто.

У нас получается, что вертикальный участок трубопровода от точки забора воды насосом до самой высокой точки потребления воды составляет 14 метров. То есть Hgeo = 10+4 = 14 метров.

Здесь же берем в учёт потери в размере 20% от общей длины трубопровода, которая равна 26 метров (10 метров + 16 метров). Этот показатель будет равен приблизительно 5 метрам.

Прибавляем 10 метров на поправку.

Имеем такой результат:

Н = 14+5+10 = 29 метров.

Таким образом получаем напор для скважинного насоса 29 метров.

Производительность насоса для всех перечисленных нужд должна составлять 3-4 м3/час.

Важно: для качественной транспортировки воды по системе водоснабжения внутренняя поверхность водоприёмных труб должна быть гладкой.

Для обеспечения бесперебойной работы скважины необходимо использовать специальное оборудование. Одним из основных в этом списке является насос. Чтобы обеспечить бесшумную работу, применяется погружной агрегат, который отличается качеством и компактными размерами, во время работы он не создает шума. Но выбор насоса не так прост, требуется учитывать многочисленные параметры, выполнять расчет в соответствии со всеми требованиями и нормами.

Для бесперебойного поступления воды из скважины, нужно правильно выбрать насос по мощности.

Параметры насоса

При важно провести расчеты, которые покажут, какая производительность требуется. Нельзя покупать слишком слабый либо мощный агрегат, так как это сразу вызовет множество проблем, потребуются дополнительные финансовые расходы. Расчет обязательно включает в себя получение данных о напоре воды Н и расходе воды Q.

При вычислении данных по указанным параметрам можно пользоваться такими показателями:

умывальник – расход составляет 60 л/час;
бачок для унитаза – 83 л/ч, если не используется экономичная модель, снижающая расход примерно в 3-4 раза;
кухонная раковина – 500 л/ч;
краны для полива газонов и прочего – примерно 1080 л/ч. Дополнительно требуется суммировать теплицы и прочее, если они имеются на участке;
для цветников необходимо примерно 3-6 куба на 1 м² площади;
баня, сауна – расход составляет 1000 л/ч.

Все точки для определения расхода суммируются, получается общее значение для потребления воды за час. Расчет напора производится при помощи такой формулы:

Hтр = Hг + S + Hсв

Тут Нг представляет собой высоту уровня трубопровода относительно наблюдаемого динамического уровня скважины. S – это суммарные потери напора, местное сопротивление. Это касается арматуры водопровода, фильтров, фасонных деталей и прочего. Нсв – напор, который требуется при вводе трубы в здание. Давление на самой высокой точке и удаленной от источника должно быть равно 0,5 атмосферы.

Если в доме будут использоваться джакузи, разбрызгиватели, системы для полива, то надо учитывать параметры, которые указываются производителем в инструкции . Для бассейнов требуется учитывать время наполнения, но лучше всего использовать данные компании, которая занималась его установкой. Для монтажа оборудования в бассейне стоит пригласить специалиста, который и произведет необходимый расчет в точности. Расчет насоса – процесс важный и ответственный, ошибки приводят к тому, что монтаж сильно затрудняется, возникает необходимость дополнительных расходов на оборудование и обслуживание всей системы.

Вернуться к оглавлению

Пример расчета

Расчет насоса для скважины может быть произведен самостоятельно. Более наглядно весь процесс вычислений продемонстрирован на примере.

Исходные данные для вычислений:

Необходимо организовать водоснабжение для двухэтажного загородного коттеджа. Точки водораздела включают кухню, 2 санузла, душевую с гидромассажной системой, гараж, домик для персонала с одним санузлом, бассейн, баню, полив для участка, систему очистки воды. Для дома общий расход воды составляет примерно 1 м³/ч при напоре в 4-5 атмосфер. Объем бассейна составляет 45 м³.
На участке постоянно проживают 6 человек, из которых семья из 4 человек и 2 – обслуживающий персонал.

Для участка пробурена скважина, глубина которой составляет 80 м, диаметр используемой обсадной колонны составляет 150 мм. Динамический уровень воды равен 50 м, а расход во время откачки – 3,5 м³/час.

Выполняя расчет для выбора насоса, надо учесть нормы расхода потребителей при заданных условиях:

Q= 500 + 3*(60 + 500 + 83) + 1000*2 + 1060*2 = 6500 л/ч

Отсюда следует, что суммарный расход составляет 6,5 м³/ч.

В итоге получается:

Нтр = 8 + 50 + 20 + 30 + 2 = 110 м.

Так как все водозаборные точки сразу не включаются, то наблюдаемый расход можно установить на уровне 5 м³/ч. Для выбора насоса будут учитываться именно такие данные. Для получения данных по возможным моделям насосов можно обратиться к любому продавцу выбранной марки. Например, насос Grundfos SP 5A обеспечивает такие характеристики работы: Н – 120 м, а Q = 5 м³/ч.

Выбор такого насоса позволяет обеспечить необходимый расход для одновременной работы нескольких точек на кухне, наполнения одной ванны, полива территории. Но такой насос подходит, если одновременно не будут включаться краны бани, всех санузлов, производиться наполнение бассейна.

Специалисты советуют приобретать отдельный насос для поливочных установок, в таком случае будет постоянно обеспечиваться необходимый высокий уровень давления.

Что касается бассейна, то его лучше всего наполнять ночью, когда другие точки не используются. Но при этом рекомендуется создавать так называемое дросселирование на заслонках, чтобы появилось необходимое сопротивление. Таким образом, во время наполнения подача воды не будет превышать расчетных 6,5 м³/ч.

Вернуться к оглавлению

Завышенная мощность

При выборе насосов для колодцев и скважин иногда случается так, что требования слишком завышены. Это приводит к тому, что монтаж и использование такого насоса могут быть осложнены:

Номинальная подача превышает средние потребности, работа насоса для скважины осуществляется в режиме постоянных частых включений/отключений, а это отрицательно сказывается на состоянии оборудования, оно быстро изнашивается. Эту ситуацию можно исправить, но нужны дополнительные финансовые затраты. Например, можно установить мембранный бак, который имеет большой объем.
При слишком завышенном значении мощности насосного оборудования входное давление в дом будет высоким, а это становится причиной сильных гидравлических ударов при включении. Арматура может быть на них не рассчитана, она может выйти из строя уже через некоторое время после монтажа всей системы. Вот тут уже необходима установка дополнительных редукторов, которые будут «гасить» такие перепады, но это снова дополнительные финансовые расходы.
Если есть бассейн, то насос будет работать в режиме «открытой трубы», необходимого давления создаваться не будет. Расход становится слишком большим, на вал двигателя оказывается высокое давление, он быстро выходит из строя.

Помочь в данной ситуации, когда выбор сделан неправильно, может настройка, но необходимо участие специалиста. В любом случае покупка излишне мощного насоса приводит только к удорожанию системы, более сложному ее обслуживанию. Да и стоимость обслуживания системы будет выше. Хорошие глубинные насосы должны подбираться в строгом соответствии с расчетами, нельзя «на всякий случай» брать слишком мощное оборудование. Оно не только не нужно, но и создает дополнительные проблемы.

В прошлой статье серии «Водоснабжение дома своими руками», мы выбирали скважинный насос исходя из общих технических характеристик насосов имеющихся в продаже. Охватить все продающиеся насосы невозможно, но представление, какие бывают насосы, мы получили.

В этой статье, пойдем другим путем. Произведем расчет технических характеристик скважинного насоса исходя их своих потребностей в воде, а также имеющейся скважины.

Еще раз о скважине

Скважина, несомненно, лучший вариант индивидуального водоснабжения дома (читать ). В одной из статей сайта я писал, как самостоятельно сделать скважину (). 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.

Зачем нужен расчет скважинного насоса

Мы прекрасно понимаем, что монтаж насоса в скважину делается не на один сезон. Поэтому, выбрать скважинный насос нужно так, чтобы он, во-первых, смог обеспечить потребности в воде с некоторым запасом, а во-вторых, нужно подобрать так, чтобы насос смог работать в этой скважине, которая тоже имеет свои характеристики.

Расчёт скважинного насоса по шагам

Расчет 1. Диаметр насоса

Скважинный насос это элемент общей системы водоснабжения. Все элементы системы взаимосвязаны и их характеристики должны быть привязаны друг к другу. Согласитесь, нельзя пробурить скважину на воду диаметром 75 мм и купить для неё насос с диаметром корпуса 4 дюйма.

Результат 1. По размеру скважины получаем первый расчетный параметр насоса: его диаметр. Здесь важно помнить, что между корпусом насоса и стенками скважины нужен зазор 10-30 мм.

Расчет 2. Производительность скважинного насоса

Производительностью скважинного насоса называют его способность перекачивать определенное количество литров воды в час или литры в секунду или кубические метры воды в час. Производительность насоса считаем из своих потребностей.

Расчет производительности насоса делается на максимальное нереальное потребление воды. То есть, принимается, что все сантехнические приборы дома будут открыты в течение часа. Полученную сумму кубометров в час умножим на поправочный коэффициент.

Во второй таблице в серых графах ищем рассчитанный нереальный расход и смотрим в строке реальный расход воды нужный для выбора насоса.

В таблице указаны данные в литрах в секунду. Эту единицу измерения нужно перевести в кубические метры в час. Для это полученное значение (л/сек) нужно умножить на 3,6 и получить (куб. метр/час).

Пример расчета производительности №1. Приблизительный.

Можно не использовать таблицы и пойти другим путем. Взять за единицу потребления воды каждым членом семьи с запасом на полив летом. 1 человек потребляет в час 0,95-1,0 кубометра воды в час.

По этому варианту расчета для полноценного обеспечения водой семьи из трех человек, нужен насос производительностью не менее 3 кубометров в час.

Пример расчета производительности №2 (по таблицам)

Выписываем все приборы с расходом воды;
Вписываем их расход по таблице №1;
По таблице №2, находим рассчитанный расход воды и смотрим в этой строке реальный расход воды, который и будет соответствовать производительности необходимого насоса.

Расчет3. Учет дебета скважины

Дебет скважины указан в паспорте скважины. По значению дебета определяем глубину установки насоса, она не должна быть выше динамического уровня скважины.

class="eliadunit">

Расчет 4. Напор насоса

Напор насоса это способность насоса поднять воду с определенной глубины и догнать воду до точки распределения.

Академическое определение напора. Напор это прирост энергии потока воды за время её прохождения чрез рабочие полости насоса, выраженный в метрах столба жидкости.

Формула расчета напора (Q) применимая к скважинным насосом не сложная:

Qитог=Hвысот+Pпотерь+Hнапор

Qитог: рассчитываемый необходимый напор насоса.
Hвысот: перепад высоты от точки подъема воды (установки насоса) до верхней точки водоснабжения.
Pпотерь: Коэффициент потерь, учитывает сопротивление которая преодолевает вода при прохождении по трубам. Зависит от материала труб и берется из таблицы3 и 4.

Пример расчета напора насоса

Динамический уровень скважины 50 метров;
Насос ставим на глубину 48 метров, чтобы его укрывала вода в самом нижнем уровне;
Дебет скважины 3 куб. метра;
Расстояние от скважины до дома 65 метров, труба пластик 32 мм;
Труба по дому 15 метров, труба пластик 25 мм;
На трассе: 3 тройника, 2 обратных клапана, 1 запорный кран, два угла 90°.

Прежде всего, считаем потери:

В таблице потерь для пластиковых труб ищем строку с расходом 3 литра/час. Значения в таблице указаны для прямого трубопровода, длиной 100 метров. У нас это расстояние 65 и 15 метров.

Коэффициенты потерь: для трубы 32 мм: К=1,54, для трубы 25 мм:К=2,54. Потери для арматуры: тройник и обратный клапан:4, вентиль и угол 90°:1.

Считаем потери:

Pпотерь= (1,54×65÷100)+(2,54×25÷100)+((3+2)×4)+((1+1)×1)=23,636 (24 метра).

Считаем необходимый напор скважинного насоса:

Q=(48+7)высота+24(потери)+15(напор излив)=94 метра.

Итог: Нам нужен скважинный насос с производительностью 3 куб метра воды в час и напором по паспорту не менее 94 метров.

Расчет 5. Электрическая мощность насоса

Электрическая мощность насоса нужна для расчета кабеля электропитания и расчета защитных электрических устройств. Рассчитывать её не нужно. Достаточно подобрать нужный скважинный насос по напору и производительности и посмотреть в его технических характеристиках потребляемую мощность.