Подбор и расчет насоса для водоснабжения

Содержание:

Виды
Пример подбора оборудования для скважины
- Какое насосное оборудование должно быть?
Популярные модели фекально-дренажных насосов
Для чего нужен насос в системе отопления
- Принцип действия циркуляционного насоса
Выбор по техническим характеристикам
Параметры подбора
Куда ставить
Какой насос выбрать – вибрационный или центробежный
Критерии выбора

Виды

Всего существует три вида:

С картриджами – сменные фильтрующие элементы очищают воду, периодически их придётся менять – примерно каждый месяц.
Песочные – поток будет проходить через ёмкость с кварцевым или стеклянным песком. Время от времени песок нужно промывать – рекомендуется еженедельно. А раз в год требуется очистка системы с помощью химических реагентов.
Комбинированные – это устройство с фильтром и хлоргенератором, который представляет собой систему, которая из обычной соли (NaCl) выделяет обеззараживающий раствор хлора.

Речной песок и йодированную соль использовать нельзя. Необходимо приобретать специальные расходные материалы для насосов с фильтрами для бассейнов.

Существуют также диатомовые насосы, в них в качестве фильтрующей смеси используется порошок из планктона. Они стоят дороже остальных, но очищают воду максимально эффективно. Один из минусов такой системы – периодически требуется замена фильтрующего состава.

Классификация по типу действия:

Центробежные и вихревые. Недорогие модели, отличаются высоким уровнем шума, но малой производительностью. Насосы хороши для установки в небольшие бассейны. Способны работать много лет без каких-либо нареканий.
Самовсасывающие. Хорошо подходят для установки в системы очистки воды. Невысокая стоимость и достаточно низкий уровень шума сделают отдых максимально комфортным. Производительность скромная, поэтому такие насосы применяется чаще всего для маленьких и средних бассейнов.
Циркуляционные. Самые мощные фильтр-насосы, за 24 часа такая система может перекачать весь объём воды как минимум 4-5 раз, а при монтаже в небольшие бассейны этот показатель может превысить 6-7 раз.Подходит для крупных искусственных водоёмов, коммерческих бассейнов.

Мнение эксперта
Куликов Владимир Сергеевич

Выбор зависит от типа, объёма чаши и частоты использования.

Пример подбора оборудования для скважины

Расчет циркуляционного насоса для отопления

Чтобы выбор насоса для скважины был сделан правильно, можно воспользоваться следующим примером.

Схема определения высоты подъема насоса.

Исходные данные для скважины:

общая глубина составляет 100 м;
динамический водяной уровень – 70 м;
водяной статический уровень составляет 75 м;
диаметр водяной скважины равен 133 мм;
дебит равен 3 м³/ч;
глубина монтажа фильтра – 95 м;
блок управления оборудованием от скважины находится на расстоянии в 25 м;
от скважины до входа в дом расстояние составляет 20 м;
для оформления устья скважины используется оголовок;
самая высокая точка для водозабора находится в 8 м от поверхности грунта (3-й этаж дома);
электропитание осуществляется от сети в 220 В, система используется однофазная, есть вероятность просадок до 190 В.

Подбор насоса для скважины осуществляется таким образом:

Сначала надо учесть количество точек водоразбора при допустимом ограничении дебита в 2,6 м³/ч. Это составляет 5-6 открытых одновременно кранов, производительность которых средняя. Даже для большого дома этого количества вполне достаточно.
Глубина для установки насоса в скважину составляет 72 м.
Для потребителя комфортное давление на самой верхней точке должно составлять 2,5 бар. Если учесть потерю давления при подъеме в 1 бар, то значение в 1,5 для верхней точки является вполне приемлемым.
Для водоподъемной трубы суммарная протяженность в данном случае будет составлять 92 м, а для питающего кабеля до пульта управляющего оборудования длина равна 97 м.
Диаметр троса равен 5 мм, его длина равна – 72 м + 2 м + 4*2 м (для тросовых петель) = 82 м.
Для водопроводной трубы из пластика диаметр лучше принимать равным 40 мм, при этом суммарные потери будут составлять примерно 4 м, если скорость потока составит 0,8 м/с.
Потери при работе фильтров составят примерно 10 м, то есть около 1 бар.
Необходимый суммарный напор равен Н=1,5*10,2+70+(10+4) = 99 м.

Какое насосное оборудование должно быть?

Принимая во внимание все указанные данные, скважину можно снабдить таким насосным оборудованием:

Насос на 1,1 кВт, кабель питания на 4*6 м³, при этом потери напряжения составят 2%.
Насос на 1,5 кВт, кабель питания на 4*6 м³, потери напряжения составят 3,1%.
Насос на 1,5 кВт, кабель питания на 3*6 м³, потери напряжения составят 2,9% по всей длине.
Насос на 1,4 кВт, кабель питания на 3*6 м³, потери по длине составят 2,7%.

Для представленной системы лучше всего брать гидроаккумулятор на 150 л для 3-х первых вариантов. Дома рекомендуется ставить стабилизатор напряжения на 5 кВт.

Выбор насоса под скважину на воду – процесс ответственный. Учитывается не только характеристика самого насосного оборудования, но и многочисленные параметры. Это и длина троса, наличие гидроаккумулятора и прочих элементов системы

Во время выбора внимание надо уделить расходу воды для дома и участка. Только в этом случае насос можно считать полностью подходящим для конкретной скважины. Для устройства эффективного водоснабжения загородного дома нужно не только изготовить скважину, но и оснастить подземное сооружение необходимым оборудованием, главным составляющим которого является устройство для подъема воды с глубины на поверхность

Правильный подбор скважинного насоса обеспечит бесперебойное водоснабжение в коттедже и надежную работу самого оборудования. Какими критериями руководствуются при выборе насоса для скважины, и какие характеристики устройства станут определяющими при этом, — на эти и некоторые сопутствующие вопросы найдутся ответы в статье

Для устройства эффективного водоснабжения загородного дома нужно не только изготовить скважину, но и оснастить подземное сооружение необходимым оборудованием, главным составляющим которого является устройство для подъема воды с глубины на поверхность. Правильный подбор скважинного насоса обеспечит бесперебойное водоснабжение в коттедже и надежную работу самого оборудования. Какими критериями руководствуются при выборе насоса для скважины, и какие характеристики устройства станут определяющими при этом, — на эти и некоторые сопутствующие вопросы найдутся ответы в статье.

Для чего нужен насос в системе отопления

Пластиковые воздуховоды для вентиляции: расчет, подбор и монтаж

Циркуляционные насосы для отопления частных домов, предназначены для создания принудительного движения теплоносителя в водяном контуре. После установки оборудования, естественная циркуляция жидкости в системе становится невозможной, насосы будут работать в постоянном режиме. По этой причине, к циркуляционному оборудованию предъявляют высокие требования относительно:

Производительности.
Шумоизоляции.
Надежности.
Длительного срока эксплуатации.

Циркуляционный насос нужен для «водяных полов», а также двух- и однотрубных систем отопления. В больших зданиях используется для систем ГВС.

Как показывает практика, если установить станцию в любую систему с естественной циркуляцией теплоносителя, увеличивается эффективность обогрева и равномерное прогревание по всей длине водяного контура.

Единственный минус такого решения, это зависимость работы насосного оборудования от электричества, но проблема, как правило, решается подключением источника бесперебойного питания.

Установка насоса в систему отопления частного дома оправдана как при создании новой, так и при модификации уже существующей системы отопления.

Принцип действия циркуляционного насоса

Работа циркуляционных насосов увеличивает энергоэффективность системы отопления на 40-50%. Принцип действия устройств, независимо от типа и конструкции, заключается в следующем:

Жидкость поступает в полость, выполненную в виде ракушки.
Внутри корпуса расположено рабочее колесо, маховик, создающий давление.
Увеличивается скорость теплоносителя и посредством центробежной силы, жидкость отводится в спиральный канал, подключенный к водяному контуру.
Теплоноситель поступает в водяной отопительный контур с заданной скоростью. Благодаря закручиванию водяных потоков, снижается гидравлическое сопротивление при циркуляции жидкости.

Принцип работы системы отопления с циркуляционным насосом отличается от контуров с естественной циркуляцией, тем, что движение жидкости осуществляется принудительно. На эффективность обогрева не влияет соблюдение уклонов, количество установленных радиаторов, а также диаметр труб.

Работа циркуляционных насосов может несколько отличаться, в зависимости от типа конструкции, но принцип действия остается неизменным. Производители предлагают более сотни моделей оборудования, с различными параметрами производительности и управления. По характеристикам насосов можно разделить станции на несколько групп:

По типу ротора – для усиления циркуляции теплоносителя, можно применять модели с сухим и мокрым ротором. Конструкции отличаются по расположению рабочего колеса и движущихся механизмов в корпусе.Так, в моделях с сухим ротором, с жидкостью теплоносителя соприкасается исключительно маховик, создающий давление. «Сухие» модели имеют высокую производительность, но имеют несколько недостатков: создается высокий уровень шумов от работы насоса, требуется регулярное обслуживание.Для бытового применения лучше использовать модули с мокрым ротором. Все движущиеся части, включая подшипники, полностью помещены в среду теплоносителя, служащего смазкой для деталей, на которые приходится наибольшая нагрузка. Срок службы водяного насоса «мокрого» типа в системе отопления, составляет не менее 7 лет. Необходимость в обслуживании отсутствует.
По типу управления – традиционная модель насосного оборудования, чаще всего устанавливаемая в бытовых помещениях небольшой площади, имеет механический регулятор с тремя фиксированными скоростями. Регулировать температуру в доме с помощью циркуляционного насоса механического типа, достаточно неудобно. Модули отличает большой расход электроэнергии.Оптимальный насос имеет электронный блок управления. В корпус встроен комнатный термостат. Автоматика самостоятельно анализирует температурные показатели в помещении, автоматически изменяя выбранный режим. Расход электроэнергии при этом сокращается в 2-3 раза.

Существуют и другие параметры, отличающие циркуляционное оборудование. Но для выбора подходящей модели, достаточно будет знать о перечисленных выше нюансах.

Выбор по техническим характеристикам

Определить какого типа насос для колодца вы будете ставить — это меньшая часть задачи. Потом надо выбрать производителя, а затем — найти подходящую модель, которая сможет подавать воду в нужном количестве с требуемым напором. Это и есть две основные характеристики при выборе насоса для колодца — производительность и напор.

Производительность (расход)

Требуемая производительность насоса для колодца (обозначается обычно Q, измеряется в л/с или л/ч, реже в кубометрах/ч) рассчитывается исходя из состава системы. В ней есть какое-то количество кранов, унитаз, биде, бытовая техника с расходом воды. Считается расход воды для всех этих потребителей (обычно — в литрах в секунду). Расход можно взять в среднем 0,2 л/с на каждую точку, а можно найти в таблице.

Расход воды для разных сантехнических приборов

Добавлять к этой цифре запас «на всякий случай» не надо. В расчете и так заложен более чем двукратный запас: ситуации, когда включены все точки потребления одновременно практически исключены. Максимально у вас одновременно может работать половина потребителей, да и то несколько секунд, а реально — одновременно включается еще меньшее количество точек. Так что запас действительно большой, и увеличивать его нет необходимости.

Напор

Напор насоса (обозначается буквой H, измеряется в метрах) — это величина, на которую он сможет поднять воду. При выборе насоса для колодца надо знать:

Глубину, с которой будет подниматься вода (глубина колодца).
Подъем до наивысшей точки потребления . При наличии гидроаккумулятора это его высота, если его нет — это обычно самый высоко расположенный душ в доме.
Общая высота подъема (Hgeo) считается как сумма глубины колодца и уровня, на котором находится высшая точка водоразбора.
Расстояние, на которое надо воду передавать (L) по горизонтали , включая высоту подъема до высшей точки.

Формула точного расчета сложна, так что при подборе насоса для колодца пользуются обычно упрощенным вариантом. Один из них — на фото.

Формула расчета напора насоса

По найденной цифре и выбирается напор насоса для колодца.

Выбор модели по графическим характеристикам

После того, как вы определились с напором и производительностью, надо выбрать модель. Это делают по графикам, отображающим технические характеристики (на фото ниже).

Пример графических характеристик насосов

Подобные графики есть в технических характеристиках. Вы находите на осях координат те значения, которые вы ранее высчитали, находите точку их пересечения на плоскости. Располагаться она должна в средней части графика (на рисунке это поле окрашено в серый цвет серым), тогда работать насос будет в нормальном режиме, что гарантирует его длительный срок службы. Что делать, если точка находится за пределами требуемой зоны? Искать другую модель, эта для вашего случая не подходит.

Точку нашли, она попала в среднюю часть рабочих характеристик. Тогда ближайший к точке график — это и будет ваша модель насоса (они подписаны). Что делать, если подходит одновременно несколько моделей? Такое случается, если точка стоит примерно посредине между графиками. Берут тот, характеристики которого находятся выше точки.

Параметры подбора

Насосы для скважин легко отличить даже по внешнему виду. Они представляют собой вытянутый в длину цилиндр из нержавейки или пластика. Естественно, модели из нержавеющей стали дороже — сталь должна быть высокого качества (обычно это пищевая AISI304). Насосы в пластиковом корпусе намного дешевле. Хоть их делают из особого ударопрочного пластика, с ними обращаться надо аккуратно — ударные нагрузки он все-таки не очень хорошо переносит. Все остальные параметры придется подбирать.

Краткие технические характеристики насоса для скважины

Расход воды и производительность насоса

Чтобы вода в доме или на даче была с достаточным напором, необходимо оборудование, которое может доставить требуемый объем жидкости. Этот параметр называется производительностью насоса, измеряется в литрах или миллилитрах (граммах) в единицу времени:

мл/с — миллилитры в секунду;
л/мин — литры в минуту;
л/ч или куб/ч (м³/ч) — литры или кубометры в час (один кубометр равен 1000 литров).

Скважинные насосы могут поднимать от 20 литров/мин до 200 литров/мин. Чем более производительный агрегат, тем больше потребляемая мощность и выше цена. Потому этот параметр выбираем с разумным запасом.

Один из ключевых параметров подбора скважинного насоса — производительность

Считается необходимое количество воды двумя методами. Первый учитывает количество проживающих людей и общий расход. Если живут в доме четыре человека, то расход воды в сутки будет по нормам 800 литров (по 200 л/чел). Если из скважины будет не только водоснабжение, но и полив, то необходимо добавить еще некоторое количество влаги. Общую сумму делим на 12 (не на 24 часа, потому что ночью водопроводом пользуемся по минимуму). Получаем сколько будем в среднем расходовать в час. Разделив его на 60, получаем требуемую производительность насоса.

Например, на семью из четырех человек и полив небольшого огорода уходит 1500 литров в сутки. Делим на 12, получаем 125 литров/час. В минуту это будет 2,08 л/мин. Если у вас часто бывают гости, воды может потребоваться немного больше, так что расход можем увеличить примерно на 20%. Тогда нужно будет искать насос с производительностью около 2,2-2,3 литра в минуту.

Высота подъема (напор)

Подбирая насос для скважины, вы неминуемо будете изучать технические характеристики. Там есть такие параметры как высота подъема и глубина погружения. Высота подъема — называется еще напор — расчетная величина. Она учитывает глубину, с которой насос будет качать воду, высоту, на которую ее надо поднять в доме, протяженность горизонтального участка и сопротивление труб. Рассчитывается по формуле:

Формула расчета напора насоса

Пример расчета требуемого напора. Пусть надо будет поднимать воду с глубины (место установки насоса) 35 метров. Горизонтальный участок составляет 25 метров, что приравнивается к 2,5 метрам подъема. Дом двухэтажный, наивысшая точка — душ на втором этаже на высоте 4,5 м. Теперь считаем: 35 м + 2,5 м + 4,5 м = 42 м. Эту цифру умножаем на поправочный коэффициент: 42 * 1,1 5 = 48,3 м. То есть, минимальный напор или высота подъема — 50 метров.

Если в системе водоснабжения дома присутствует гидроаккумулятор, в расчет берется не расстояние до высшей точки, а его сопротивление. Оно зависит от давления в емкости. Одна атмосфера приравнивается 10 метрам напора. То есть, если в ГА давление 2 атм, при расчете вместо высоты дома подставляете 20 м.

Глубина погружения

Еще один важный параметр в технических характеристиках — глубина погружения. Это величина, с которой насос может выкачать воду. Она изменяется от 8-10 м для совсем маломощных моделей до 200 м и больше. То есть выбирая насос для скважины, вам надо смотреть сразу на обе характеристики.

Для разных скважин глубина погружения разная

Как же определить, насколько глубоко надо опускать насос? Эта цифра должна стоять в паспорте на скважину. Она зависит от общей глубины скважины, ееразмера (диаметра) и дебита (скорости с которой прибывает вода). В общем случае рекомендации такие: насос должен находится ниже зеркала воды не менее чем на 15-20 метров, но лучше еще ниже. При включении насоса уровень жидкости снижается на 3-8 метров. Оставшееся над ним количество и выкачивается. Если насос очень производительный, он качает быстро, опускать его надо ниже, иначе он будет часто отключаться из-за отсутствия воды.

Диаметр скважины

Немаловажную роль в подборе оборудования играет диаметр скважины. Большая часть бытовых скважинных насосов имеет размеры от 70 мм до 102 мм. Вообще это параметр принято измерять в дюймах. Если так, то проще всего найти трех и четырех дюймовые экземпляры. Остальные поставляются на заказ.

Насос для скважины должен помещаться в обсадную трубу

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве

Остальное неважно

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Какой насос выбрать – вибрационный или центробежный

Рассматривая водяные насосы для домашнего водопровода, вы натолкнетесь на вибрационные и центробежные модели. Среди сильных сторон последнего варианта устройства следует выделить высокую производительность, которая ограничивается только мощностью двигателя. Такой насос может выкачать очень много воды, а его производительность ограничена сотнями литров в минуту. Жидкость поднимается из скважины сколь угодно внушительной глубины. Мощность ограничивается лишь склонностью к перегреву двигателя и размерами корпуса.

Перед совершением покупки необходимо обратить внимание еще и на чувствительность устройства к степени загрязнённости воды. Вибрационные насосы тоже имеют сильные стороны, которые заключаются в способности перекачивать воду с большим объемом песка

Однако такой агрегат может откачивать жидкость лишь с 30 м максимум, тогда как производительность измеряется десятками литров в минуту. Еще один минус вибрационного насоса – это склонность к заиливанию обслуживаемого источника. Это обусловлено тем, что вибрация, исходящая от насоса, провоцирует разрушение грунта, окружающего скважину. Этого эффекта невозможно избежать даже с помощью самых высокотехнологичных фильтров.

Критерии выбора

Перед тем, как идти в магазин, следует составить себе список параметров системы— объем жидкости, перепады высот, количество радиаторов, протяженность и т.п. Эти данные позволят свериться с характеристиками установки и выбрать наиболее подходящий экземпляр. Прежде всего, надо составить список параметров самого котла, так как он обеспечивает начальные условия работы отопительного контура. Надо руководствоваться правилом максимального соответствия — если прибор уступает требованиям системы, его нельзя покупать — не справится. Избыточность характеристик также вредна — появится шум. Необходимо постараться отыскать оптимальный вариант, позволяющий удовлетворить потребности отопительного контура без излишней мощности или напора.

Производительность насоса вычисляется по формуле:

Q = 0,86 x P/dt, где

Q — производительность насоса (расчетная);
P — мощность системы (тепловая);
dt — разница температур на выходе и на входе котла.

Полученное значение нельзя рассматривать как окончательное. Надо сделать поправку на высоту системы, иначе реальная производительность будет намного меньше.Не следует считать, что высота системы может быть уравновешена обраткой. На практике всегда имеется гидравлическое сопротивление, созданное радиаторами, узлами поворота, разветвлениями и прочими компонентами системы. Как правило, для двухтрубной системы (простая петля без разветвлений) производительность вычисляется умножением высоты на коэффициент 0,7-1,1 (в зависимости от длины и количества радиаторов), а для коллекторной системы коэффициент выше — 1,16-1,85.

В паспорте насоса есть графики, демонстрирующие его производительность на разных скоростях. Надо отыскать такой вариант, где расчетное значение и высота подъема будут примерно посередине. Это положение называется «средней точкой». Если расчетные параметры находятся в ней, устройство будет работать в оптимальном режиме.