- Подбор насоса для водоснабжения частного дома и гидротехнический расчет с примерами
- Общая информация
- Конструкционные различия
- Виды по типу размещения
- Какой лучше выбрать?
- Пример расчета
- Включение в систему водоснабжения
- Слабые места насосных станций и основные поломки
- Как выбрать насос для дачи: советы ZOOM
- Три вида дачных насосов для разных задач
- Общие характеристики насосов
- Чем отличаются разные типы насосов
- Как выбрать хороший насос?
- Где расположить насос?
- Топ-5 насосов для дачного участка
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:
- 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.
- Безнапорные: «на песок» — до 50 м, «на известняк» — до 150 м.
- Артезианские — свыше 150 м.
- Абиссинские и др.
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:
- Поверхностного типа. Располагаясь в стороне от источника воды, обеспечивают ее всасывание по опущенной в колодец или скважину трубе.
- 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
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:
8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.
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.
Как выбрать насос для дачи: советы ZOOM
Вода и электричество – тот минимум, который необходим для комфортной жизни в загородном доме Для перехода на следующий уровень комфорта – с водопроводом, канализацией, горячим отоплением и автоматическим поливом, – понадобиться купить надежный насос. А какой именно – мы расскажем в данном материале.
Три вида дачных насосов для разных задач
Первое, с чем важно определиться – для чего вам нужен насос? От этого зависит тип устройства, которое вам подойдет. Всего их существуют три вида: водяные, дренажные и фекальные.
- Водяные – самые распространённые. Они обеспечивают подачу воды в дом и на участок, применяются в системах отопления.
- Дренажные насосы изначально предназначены для откачки воды с примесями. Ими можно осушать подвалы, менять воду в бассейне. При установке дренажного насоса около озера или пруда получаемой водой можно поливать растения. Но для бытового использования такая загрязнённая вода непригодна.
- Название фекальных насосов говорит само за себя. Основная их задача – работа внутри сточных канав и канализационных ям, откачка их содержимого в более ёмкое хранилище.
Общие характеристики насосов
Хотя насосы для дома имеют массу конструкционных отличий, разную функциональность и отличаются по месту установки, все они имеют ряд общих характеристик. Это – мощность, производительность и напор. Мощность насоса важна для оценки его эффективности и расчёте затрат на электричество. Мощность может варьироваться в широких пределах и при одинаковых показателях производительности и напора отличаться чуть ли не в два раза.
Под производительностью насоса мы принимаем тот объём воды, который может переместить устройство за единицу времени. Этот показатель нужно учитывать, когда насос применяется для подачи воды под конкретные нужды. К примеру, сливная система туалета требует производительности на уровне 6 л/мин., а поливочная система – до 18 л/мин.
Знание характеристики напора позволяет оценить, насколько далеко и высоко может переместить одиночный насос требуемый объём жидкости без потери производительности. Обычно для нужд сада и частного дома хватает давления в диапазоне от 1,5 до 3 бар. При этом применение автоматических схем регулирования водоснабжения или использование специальной техники (например, ванн с джакузи) требует давления от 3 бар и выше.
Чем отличаются разные типы насосов
Все насосы работают по общему принципу, создавая вакуум на входе в камеру, благодаря чему жидкость засасывается в неё, и нагнетая давление для выталкивания жидкости из камеры в трубопровод. Есть несколько вариантов попеременного создания вакуума и давления в насосе – в зависимости от него модели делят на центробежные, вихревые и вибрационные.
Центробежные моторы – наиболее универсальные. В основе принципа их работы лежит вращающееся колесо с лопастями, которое создаёт внутри корпуса центробежную силу. Все элементы конструкции центробежных моторов обычно делаются из качественных и прочных материалов, поэтому такие устройства отличаются надёжностью и долговечностью. Они относительно неприхотливы, хорошо показывают себя в условиях высоких температур. У центробежных моторов высокий уровень полезного действия, однако они не способны к генерации мощного напора. Кроме того, их работа требует, чтобы корпус насоса всегда был заполнен жидкостью.
Вихревые насосы по своему принципу действия похожи на центробежные. Однако вихревые модели могут создавать намного более мощный напор – что важно при поднятии жидкости на большую высоту или для организации полива растений на большой площади. При этом эффективность вихревых насосов ниже, чем у центробежных. Также важно отметить, что вихревые насосы чувствительные к чистоте жидкости – и могут плохо работать при наличии в ней твёрдых частиц, песчинок и т.д. Проще говоря, если в такой насос попадет ил из колодца – он даже может сломаться.
Там, где нельзя надеяться на чистоту жидкости, ход идут вибрационные насосы. Их механизм работы включает катушку, которая создаёт электромагнитное поле. Это поле взаимодействует с гибкой диафрагмой на сердечнике, которая создаёт перепад давления. Завершает систему клапан, заставляющий жидкость идти лишь в одну сторону.
Вибрационные насосы очень компактны и просты в производстве – поэтому недороги. К недостаткам этого типа устройств относится момент «выгорания» — из-за чего насос со временем начинает работать хуже. Кроме того, эти модели генерируют вибрации, так что устанавливать их рядом с фундаментами построек не рекомендуется.
Как выбрать хороший насос?
Чтобы правильно выбрать насос на дачу или в дом, нужно в первую очередь чётко сформулировать ту задачу, которую он будет выполнять.
Для чистой и питьевой воды. Для обеспечения чистой водой дома или дачи, где она будет использоваться для питья, приготовления пищи, совершения гигиенических процедур следует предпочесть вихревой насос. Он обеспечивает достаточный напор, долговечен (при перекачке чистой воды) и неприхотлив.
Для полива и отопления. Если на участке нужен универсальный вариант, который может обеспечить хозяев участка как технической, так и питьевой и поливочной водой, то выбор следует сделать в пользу центробежного насоса.
Для нечистот. Перекачка воды с загрязнением однозначно требует установки вибрационного насоса – дренажного или фекального.
Устанавливая мотор, внимательно изучайте его основные характеристики. Все они должны как минимум соответствовать требуемым от устройства параметрам производительности и напора. Также убедитесь, что ваш источник воды (особенно если это колодец) способен возобновлять свой запас со скоростью, превышающей скорость выкачки.
Где расположить насос?
Место установки насоса, конечно, имеет значение и во многом зависит от его назначения. По расположению относительно резервуара с жидкостью насосы делятся на поверхностные и погружные.
Поверхностные насосы устанавливают рядом с резервуаром жидкости. Они быстро и легко монтируются, просто обслуживаются и могут быть демонтированы (например, на зиму) и перемещены. Резервуар с жидкостью для поверхностного насоса должен быть глубиной от 1 до 9 метров, хотя существуют и насосы с эжектором, которые могут поднимать жидкость с глубин до 40 метров.
Погружные насосы устанавливаются непосредственно в резервуар – что требует больших усилий при монтаже и демонтаже, а также усложняет процедуру их регулярного или экстренного обслуживания.
Топ-5 насосов для дачного участка
Мы выбрали несколько хороших насосов для дачи и дома, которые можно легко найти в интернет-магазинах.
Marina CAM 80/PA
Простой и надёжный поверхностный насос с центробежной конструкцией. Отлично справляется со всеми типичными для садового участка, дачи и небольшого частного дома задачами. Питание мотора осуществляется от сети с напряжением 220 В. В пределе Marina CAM 80/PA потребляет 800 Вт. Модель предназначена для колодцев и резервуаров глубиной до 8 метров. Уровень её производительности составляет 3,6 кубометра в час или 60 л/мин., а сила напора равна 3,2 бара.
Джилекс Водомет ПРОФ 55/75 А
Погружной колодезный насос для тех, кому требуется поднимать воду с большой глубины под существенным напором. Несмотря на центробежную конструкцию, «Водомет» способен генерировать напор в 7,5 бар. Насос подключается к сети с напряжением 220 В, мотор устройства имеет мощность 900 Вт. Модель можно использовать в колодцах на глубине до 30 метров. Производительность насоса составляет 3,3 кубометра в час или 55 л/мин.
Водолей БЦПЭУ 0,5-63У (1200 Вт)
Центробежный погружной насос, сконструированный специально для установки в скважины глубиной до 90 метров. Правда, тут нужно учитывать, что длина прилагаемого сетевого шнура составляет «всего» 65 метров – и при необходимости её нужно будет нарастить тем или иным способом. «Водолей» базируется на моторе мощностью 1,2 кВт. Это позволяет ему перекачивать в час 3,6 кубометра чистой воды температурой до 35 градусов Цельсия.
Makita PF1010 (1100 Вт)
Дренажный насос от известного бренда. Хорошо справляется с перекачкой загрязнённой воды. Для работы Makita PF1010 должен быть погружён на глубину до 5 метров. В случае внештатной ситуации модель защищена от перегрева и сухого хода. Благодаря довольно мощному мотору (1,1 кВт) Makita PF1010 без труда перекачивает 14,5 кубометров в час, что соответствует 240 л/мин. Помимо мощности, эта модель также может похвастаться надёжностью и бесшумной работой.
Фекальный насос оснащен не самым мощным, но очень эффективным мотором. При своих 750 ваттах Sturm! WP9775SW способен перекачивать до 18 кубометров крайне загрязнённой жидкости в час. От обычного дренажного насоса эту модель отличает встроенный измельчитель частиц и очень крепкий корпус из отборного чугуна. Несмотря на массивный внешний вид, Sturm! WP9775SW работает весьма тихо и практически не создаёт избыточных вибраций.
Цены и характеристики указанных в статье насосов вы найдете в таблице.
