Как определить требуемый расход и напор насоса

Расчёт насоса для скважины: с формулами и примерами

Расчёт насоса для скважины — одно из основных условий при соблюдении, которого можно гарантировать длительное и бесперебойное использование скважины на участке. Произведя расчёт скважинного насоса, вы сможете соотнести ваши потребности в воде с условиями, в которых будет эксплуатироваться насосное оборудование. Только опираясь на результаты расчёта можно приобрести оптимальную модель насоса для скважины, которая не только удовлетворит все потребности, но и прослужит не один год.

Прежде чем непосредственно приступить к расчётам, необходимо детально разобрать все основополагающие факторы выбора скважинного насоса. И первое с чего мы начнем это сам источник воды.

Как известно, пробурить скважину можно либо самостоятельно, либо воспользовавшись услугами специалистов. В этой статье в качестве примера смоделируем ситуацию со вторым вариантом, а именно с готовой скважиной от специализированной организации. В этом случае у вас на руках уже имеется паспорт скважины с детальными характеристиками объекта. И первый параметр, который нас должен заинтересовать — это внешний диаметр обсадной колонны. Сегодня часто встречаются скважины, диаметр которых варьируется в пределах от 100 до 150 миллиметров. Вам необходимо знать точное значение диаметра скважинной трубы, ведь этот показатель позволит определить поперечный размер будущего насоса.

Важно Осуществляя подбор скважинного насоса по параметрам, помните, что между корпусом насоса и стенками скважины должен быть обеспечен зазор от 1 до 3 сантиметров в зависимости от модели. Пренебрежение данной рекомендацией приведёт к выходу из строя насосного оборудования ещё задолго до окончания гарантийного периода. Но не спешите радоваться — такой насос никто просто так менять не будет, ведь пользователь не обеспечил рекомендуемые условия эксплуатации, что полностью аннулирует все гарантийные обязательства со стороны производителя.

Следующей важной характеристикой скважины является её производительность или дебит. Дебит — это максимальное количество воды, которое может дать скважина в единицу времени. Соответственно, чем больше дебит источника, тем производительнее насос можно установить.

Сам же дебит имеет два важных значения — статический и динамический уровень жидкости. Статический показатель отображает уровень воды в скважине, когда не производится откачка жидкости. Динамический уровень определяет количество воды в источнике при эксплуатации насоса.

Если в ходе перекачивания воды динамический уровень остаётся неизменным, то смело можно утверждать, что производительность скважины равна производительности выбранного насоса. Если разница между статическим и динамическим уровнем составляет менее одного метра, то разрабатываемый источник воды обладает высокой производительностью, которая превышает характеристики установленного насосного оборудования. Но если при расчете мощности скважинного насоса будет допущена ошибка, и производительность выбранного насоса будет превышать дебит скважины, то динамический уровень жидкости будет постепенно уменьшаться, пока вода вовсе не иссякнет. В результате такого просчёта насос будет работать на «сухую», что пагубно скажется на его эксплуатационном периоде. Более того, все погружные скважинные насосы имеют особую моноблочную конструкцию, где охлаждение электрического двигателя осуществляется за счёт перекачиваемой жидкости, а в случае недостатка воды в скважине электромотор достаточно быстро нагреется и перегорит.

Расчёт производительности насоса для скважины

Осуществляя расчет производительности насоса для скважины, также стоит учитывать и естественные колебания жидкости, которые по тем или иным причинам могут влиять на уровень воды в скважине. Как показывает практика, в течение года, под действием таких метеорологических факторов как засуха, обильные ливни и паводки, уровень жидкости может увеличиваться или напротив уменьшаться от 1 до 5-6 метров в зависимости от интенсивности вышеперечисленных явлений. Насосы в таких скважинах необходимо устанавливать на несколько метров глубже, чем минимально возможный показатель динамического уровня жидкости. Таким образом, можно дополнительно подстраховать скважинное оборудование на случай возможного обмеления источника.

Разобрав основные характеристики скважины, можно приступать к выбору нужной модели насоса. Здесь нас будут интересовать эксплуатационные параметры оборудования, а именно:

    Производительность — это способность скважинного насоса перекачивать определенный объём воды за установленный промежуток времени.

На заметку Чтобы определить требуемый объём жидкости, можно воспользоваться усредненным значением, где в сутки один человек расходует примерно 1000 литров воды или один кубометр. Но не стоит забывать, что, как правило, в загородном доме несколько точек водоразбора. Это могут быть краны, смесители, стиральные и посудомоечные машины, ванные, душевые комнаты. И всегда есть вероятность их единовременного использования. Конечно же, не всех сразу (хотя такая вероятность также имеется), но нескольких — это уж точно. В общем, нам необходимо, чтобы насос, помимо среднего расхода, справлялся и с возможной пиковой нагрузкой.

Расчёт напора скважинного насоса

Расчёт напора осуществляется по следующей формуле:

Напор = (расстояние от точки установки насоса в скважине до поверхности земли + горизонтальное расстояние от скважины до ближайшей точки водоразбора * + высота самой высокой точки водоразбора в доме) × коэффициент водопроводного сопротивления **

Если скважинный насос будет эксплуатироваться вместе с накопительным резервуаром, то к приведенной выше формуле расчёта напора необходимо добавить значение давления в накопительной ёмкости:

Напор = (расстояние от точки установки насоса в скважине до поверхности земли + горизонтальное расстояние от скважины до ближайшей точки водоразбора + высота самой высокой точки водоразбора в доме + давление в накопительной ёмкости *** ) × коэффициент водопроводного сопротивления

Примечание * — при расчёте учтите, что 1 вертикальный метр равняется 10 горизонтальным;
** — коэффициент водопроводного сопротивления всегда равен 1.15;
*** — каждая атмосфера приравнивается к 10 вертикальным метрам.

Бытовая математика Для наглядности смоделируем ситуацию, в которой семье из четырёх человек необходимо подобрать насос для скважины глубиной 80 метров. Динамический уровень источника не опускается ниже 62 метров, то есть насос будет установлен на 60-ти метровой глубине. Расстояние от скважины до дома — 80 метров. Высота самой высокой точки водоразбора — 7 метров. В системе водоснабжения есть накопительный бак ёмкостью 300 литров, то есть для функционирования всей системы внутри гидроаккумулятора необходимо создать давление в 3,5 атмосфер. Считаем:

Какой насос нужен для скважины в данном случае? – отличным вариантом будет приобрести Grundfos SQ 3-105, максимальное значение напора которого составляет 147 метров, при производительности 4,4 м³/ч.

В этом материале мы детально разобрали, как рассчитать насос для скважины. Надеемся, что после прочтения данной статьи вы сможете без посторонней помощи рассчитать и выбрать скважинный насос, который благодаря грамотному подходу прослужит не один год.

Как легко рассчитать напор и производительность насоса

Упрощенный расчет напора и производительности насоса

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

Упрощенный расчет напора и производительности насоса

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 Hmax = 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:

Hmax = 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 Hпотр = (15 . 30) м.

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

Нрасч = Hгео + Hпотр + Hпот

Где: Нрасч — расчетный напор, создаваемый насосом, м;

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

Hпотр — напор, который необходимо создать в самой удаленной точке и высоко расположенной точке потребления, м.

Hпот — суммарное гидравлическое сопротивление по всей длине Lтр 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 центробежных насосов 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 Lтр 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 пальцев» (за основу взят погружной насос).

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.

Читайте также  Как установить и подключить ограничитель мощности

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!

Но нам необходимо рассчитать напор, достаточный для системы водоснабжения, чтобы на выходе из последней точки потребления создавался минимальный стандартный напор по водопотреблению.

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 d1 = 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

d2 = 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 d1 = 25 мм.

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

P1 = 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:

h2 = 21,5 м × 1,5 = 32,25 м (м.в.ст.), что примерно соответствует уменьшению давления на величину: ∆P2 = 3,23 бар (bar). (Это результат на условном трубопроводе длиной 100 метров!)

3) По таблице потерь для труб из ПХВ диаметром d2 = 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 d1 = 25 мм на трубы из ПХВ с внутренним диаметром d2 = 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 = h2 — h3 = 32,25 — 2,9 = 29,35 м (м.в.ст.); или ∆P = ∆P2 — ∆P1 = 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.

F.A.Q. о котлах и отоплении

С расходом сравнительно просто — он должен быть равным сумме расходов всех одновременно включенных точек водоразбора в доме. Подсчитайте, какое количество этих самых точек, то есть водопроводных кранов в ванной комнате, туалете, на кухне, не забудьте при этом душ, биде, сливной бачок, стиральную машину-автомат и прочую водопотребляющую технику. Умножьте полученное число на коэффициент 0,8 (в среднем вам придется включать их все одновременно с вероятностью 0,6е0,8) и величину расхода каждой точки — эта величина принимается приближенно равной 0,6 м3/ч. Полученный результат и есть требуемый расход. Практика показывает, что для семьи из пяти человек «комфортной нормой» являются 4-5 точек водоразбора, соответственно, требуется насос с подачей 2,4-3 м3/ч.

Искомый напор складывается из трех составляющих. Прежде всего, необходимо знать, на сколько метров по вертикали нужно поднять воду от выходного патрубка насоса до самой высокой точки водопровода в доме. Затем нужно учесть рабочее давление в водопроводе, равное, как минимум, 2 барам (что соответствует 20 метрам напора) — такое давление требуется для нормальной работы бытовой техники. Третья составляющая — потери напора по всей длине водопровода, на всасывающем и подающем участках. Эти потери происходят из-за действия сил трения, которые возникают в трубопроводе между потоком жидкости и стенками трубы. Потери по длине зависят от шероховатости материала, из которого изготовлены трубы, скорости движения воды, диаметра и длины трубопровода. Именно от величины потерь напора по длине на всасывающем участке зависит ответ на вопрос, использовать ли поверхностный самовсасывающий или погружной колодезный насос. Далее необходимо определить фактическую высоту расположения насоса над зеркалом воды и потери напора (в м) на всасывающем участке, просуммировать две эти величины и сравнить полученную цифру с паспортным значением высоты всасывания. Если первый показатель больше, самовсасывающий насос использовать нельзя.

Поясним это на примере. Предположим, у вас колодец в 50 м от дома, нормальный насос расположен на отметке уровня земли, вода — на глубине 3 м, расчетный расход — 3 м3/ч, трубы предполагается использовать полимерные, с внутренним диаметром 26,2 мм. Расчетные потери на трение, согласно справочным данным, при этом расходе и типе труб составят 11 м на 100 м длины трубопровода. На 50 м трубопровода эти потери будут равны 5,5 м. Суммируем потери по длине и глубину подъема воды, получаем 8,5 м. Величина превышает нормативные 7 м всасывания, следовательно, самовсасывающий насос использовать нельзя.

Если колодец расположен на расстоянии 20-30 м от дома, а вода в нем — на глубине 2-3 м, использование поверхностных самовсасывающих насосов вполне реально. Если же колодец находится на расстоянии 50 м от дома, при том же уровне воды применение самовсасывающего насоса, расположенного в доме, уже проблематично (для окончательного ответа требуется точный расчет). При больших расстоянии или глубине это, скорее всего, невозможно. В таком случае хозяину приходится выбирать между погружным колодезным насосом и насосом с большой глубиной всасывания. О недостатках последних мы упоминали выше.

Если же вам повезло с близким от дома расположением колодца на местности, да еще и вода в нем находится не слишком глубоко — смело покупайте поверхностный самовсасывающий насос и размещайте его где-нибудь в подвале. Такие устройства производятся практически всеми фирмами, специализирующимися на изготовлении насосного оборудования. Можно упомянуть компании CALPEDA, NOCCHI, SPERONI (Италия), GRUNDFOS (Дания — Германия), EBARA (Италия — Япония), WILO (Германия), «ДЖИЛЕКС» (Россия). В продаже имеются как «отдельные» насосы, так и полностью укомплектованные системы автоматического водоснабжения — так сказать, миниатюрные насосные станции. Помимо самого насоса, в них имеется гидроаккумулирующий бак (о нем речь пойдет ниже) и весь необходимый комплект автоматики для управления работой комплекса и контроля за этой работой. Покупать все составляющие установки порознь или в едином комплекте — как говорится, дело вкуса. Заводская комплектация установки исключает вероятность неправильного монтажа. С другой стороны, эти установки оснащаются гидроаккумулирующими баками небольшого объема (обычно не более 24 л, хотя, например, в установке Jeta российской компании «ГИДРОНА» используется бак емкостью 50 л), а экономить на объеме бака не стоит.

Подачей насоса называется перекачиваемый им объем жидкости за единицу времени. Напором называется приращение удельной (отнесенной к единице массы) механической энергии жидкости, протекающей через насос, или полное количество энергии, сообщаемое с помощью насоса единице массы жидкости. Выраженный в метрах водяного столба, напор показывает высоту, на которую можно поднять жидкость с помощью данного устройства:
H = (p2 — p1)/(r • g) + (v21 — v22)/2g + Z. Здесь p1, p2 — давления в жидкости в сечениях до и после насоса, Па; v1, v2 — скорости жидкости в тех же сечениях, м/с; r — плотность жидкости, кг/м3; Z — расстояние по вертикали между точками замера давления p1 и p2, м; g — ускорение силы тяжести, м/с2. (Источник: http://www.ivd.ru)

Потери напора в полимерных и стальных водопроводных трубах*

Как выбрать насос?

Насос пригодится в любом домашнем хозяйстве. Благодаря ему не придется доставать воду из колодца вручную — легко будет полить лужайку, цветы в саду или овощи в огороде. Кроме того, насос — необходимая составляющая системы доставки воды в дом из собственной скважины.

Читайте также  Как сделать раствор для штукатурки

Важно не только выбрать насос производителя, который зарекомендовал себя как надежный, но и правильно подобрать модель по ее мощности, напору и другим параметрам.

В следующем разделе мы поговорим обо всех видах насосов и их технических характеристиках, а затем предложим вашему вниманию десять отличных моделей, которые можно приобрести в магазинах нашего каталога.

Как выбрать насос?

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание

Тип насоса

По типу установки все насосы делятся на погружные и поверхностные.

Погружные насосы делятся на скважинные, дренажные, колодезные и фекальные.

Поверхностные насосы делятся на циркуляционные, насосные станции, обычные и канализационные установки.

Циркуляционные насосы могут быть оборудованы «сухим» или «мокрым» ротором. Первый подразумевает работу с очень большими объемами воды и не погружается в нее, требуя регулярной смазки и ухода. Кроме того, такие модели очень шумны в работе, что ограничивает их использование предприятиями и крупными коттеджами.

«Мокрый» ротор полностью погружается в перекачиваемую воду и смазывается благодаря ей. Такие насосы не так дороги, не так мощны и практически бесшумны, благодаря чему отлично подходят для небольших индивидуальных систем отопления.

Пропускная способность

Одна из главных характеристик любого насоса. Итоговую нужную пропускную способность можно легко посчитать, сложив потребление всех водозаборных точек (например, обычный водопроводный кран отдает около 0.5 м3 воды в час) и умножив сумму на коэффициент запаса, 0.8. Таким образом, дом с туалетом, кухней и ванной обойдется насосом с производительностью в 1.5-3 м3/час.

Максимальный напор

Эта характеристика определяет максимальную высоту водяного столба, на которую насос может подавать воду. Обычно измеряется в метрах или атмосферах (1 атм = 10 м).

Узнать нужный максимальный напор тоже довольно просто — нужно взять расстояние от поверхности воды, добавить к нему высоту самой высокой точки водозабора в доме, добавить к их сумме 10-30 м (стандартное давление в трубопроводе) и умножить все на 1.1 (коэффициент запаса).

Повышение давления

Насосы с функцией повышения давления в основном предназначены для поднятия давления в имеющейся системе водоснабжения в случае возникновения такой необходимости. Чаще всего это циркуляционные модели (повышение на 1 атм) или насосные станции (несколько атмосфер).

Объем гидробака

Гидробаками оснащаются насосы, которые обеспечивают водоснабжение в доме. Запас в гидробаке позволяет в случае аварии и перебоя в водоснабжении еще некоторое время пользоваться водой. Чем этот объем больше, тем лучше: для семьи из двух человек подойдет 20-литровый бак, для семьи из трех-четырех — 40-литровый. Естественно, нужно учитывать и то, насколько часто в вашем районе случаются перебои с подачей воды.

Другие параметры конструкции

Для скважинных насосов важен диаметр — от него также зависит общая производительность устройства. Если уровень потребления не превышает 1.5 м3 в час, достаточно будет насоса диаметром 65-70 мм (диаметр скважины должен быть больше примерно на 5 см). Уровень потребления в 3 м3 в час уже потребует насоса диаметром примерно в 90 мм.

Для подключения насоса используется специальный разъем соединения, диаметр которого должен подходить под другие элементы вашей системы водоснабжения — шланги, трубы и прочее.

Некоторые насосы оснащаются погружным эжектором. Они требуют особого процесса установки (электрическая часть находится сверху и соединяется с эжектором с помощью труб), но могут закачивать воду с очень большой глубины.

Еще один важный параметр — глубина погружения. От нее зависит выбор типа насоса: для закачки воды с глубины 6-7 метров достаточно будет поверхностного насоса, а вот для 8-12 метров нужно использовать дренажный насос. 30 и более метров — территория скважинных моделей. При превышении рассчитанной глубины насос просто не сможет качать воду (кроме того, ему, скорее всего, не хватит длины сетевого кабеля).

Погружные насосы используют два типа выключателей — поплавковые и электронные. Они автоматически следят за уровнем воды и выключают насос в случае его критического снижения. Поплавковые выключатели не так точны, зато дешевы, а электронные используют особые сенсоры и работают более четко.

Насосы могут предназначаться как для чистой, так и для грязной воды. При перекачке последней нужно учитывать диаметр разъема соединения (для самой грязной речной илистой воды, к примеру, нужно около 20″) и наличие специальной режущей насадки, которая поможет насосу справиться с крупными кусками грязи.

Также нужно помнить об ограничении температуры воды. Далеко не все насосы могут справиться с очень горячей водой — от нее они просто будут отключаться или даже выйдут из строя. У температуры воды есть как верхний, так и нижний пороги — обязательно подумайте о том, воду какой температуры вам будет нужно качать.

Дополнительные функции

Некоторые насосы имеют возможность плавного пуска двигателя. Это позволяет существенно продлить срок службы устройства и устранить гидравлические толчки в трубопроводе, но делает насос более дорогим.

Если ваш насос будет работать постоянно и без наблюдения, лучше присмотреть модель с защитой от перегрева и защитой от сухого хода. В определенных условиях с водой может случиться всякое, а внезапная поломка насоса — не самый приятный инцидент, последствия которого придется расхлебывать долго.

Как выбрать насос?

Топ-10 насосов

Водолей БЦПЭ 0,5-50У

Одна из самых популярных, мощных и недорогих моделей в своем классе.

Особенности:

  • тип насоса: погружной, скважинный
  • пропускная способность: 3.6 м3/час
  • максимальный напор: 75 м
  • номинальная мощность: 1140 Вт
  • диаметр разъема соединения: 1″
  • вода: чистая, до 35 °C
  • плавный пуск двигателя
  • защита от перегрева

Как выбрать насос?

GRUNDFOS SQ 2-55

Дорогой, но очень износостойкий и простой в монтаже насос GRUNDFOS.

Особенности:

  • тип насоса: погружной, скважинный
  • пропускная способность: 3 м3/час
  • максимальный напор: 68 м
  • потребляемая мощность: 700 Вт
  • диаметр разъема соединения: 1.25″
  • вода: чистая, до 35 °C
  • плавный пуск двигателя
  • автоматический контроль уровня воды
  • защита от перегрева
  • защита от сухого хода

ДЖИЛЕКС Водомет ПРОФ 55/50 А

Отличная модель с простым монтажом и хорошей производительностью.

Особенности:

  • тип насоса: погружной, колодезный
  • пропускная способность: 3.3 м3/час
  • максимальный напор: 50 м
  • потребляемая мощность: 600 Вт
  • диаметр разъема соединения: 1″
  • вода: чистая
  • защита от сухого хода

GRUNDFOS SBA 3-45 A

Очень качественный колодезный насос с единственным минусом в виде высокой цены.

Особенности:

  • тип насоса: погружной, колодезный
  • пропускная способность: 2.83 м3/час
  • максимальный напор: 30.1 м
  • номинальная мощность: 1070 Вт
  • диаметр разъема соединения: 1″
  • вода: чистая, до 40 °C
  • защита от перегрева
  • защита от сухого хода

Karcher BP 1 Barrel

Отличный недорогой погружной насос Karcher.

Особенности:

  • тип насоса: погружной, дренажный
  • пропускная способность: 3.8 м3/час
  • максимальный напор: 11 м
  • потребляемая мощность: 400 Вт
  • диаметр разъема соединения: 0.75″
  • вода: чистая
  • защита от сухого хода

Makita PF1110

Дорогой, но неприхотливый и выносливый насос, который справится и с чистой, и с грязной водой.

Напор насоса — это что такое? Как определить требуемый напор насоса

Насос — довольно нужная и полезная вещь в каждом доме, особенно в частном. С его помощью можно накачать воды из колодца, ликвидировать последствия наводнения в подвале и погребе, подкачать колеса и надуть матрас к приезду гостей. Сфера использования насосов и наносных станций достаточно велика, современные производители предлагают широкое разнообразие моделей, каждая из которых имеет свое предназначение. В процессе выбора в первую очередь следует сконцентрировать внимание на типе насоса, его назначении и, конечно же, тех основных показателях, которые характеризуют его эффективность. Напор насоса — это как раз один из таких показателей. Это второй после производительности показатель эффективности использования оборудования. В рамках данного материала мы не только попробуем разобраться в том, что такое рабочий напор насоса, его значении, но и способах расчета.

Напор насоса

Общая информация

Напор насоса — это с научной точки зрения сила давления, созданная его лопастями или поршнями, необходимая для того, чтобы протолкнуть воду или воздух. Основной единицей измерения данного показателя являются метры. Не стоит пугаться, увидев на упаковке именно такое обозначение — оно имеет научное обоснование.

Расход и напор: ищем разницу

Расход насоса, напор — эти показатели довольно часто путают. И вот тут важно понимать, что расход насоса представляет собой количество жидкости, проходящей за него в заданную единицу времени, чаще представлено кубометрами в час. Попросту говоря, это способность насоса перекачивать определенный объем.

Насос для напора воды

Почему именно в метрах

Насос для напора воды и любой другой жидкости является весьма популярным приспособлением, без которого трудно представить жизнь в частном доме. Многие потребители до сих не понимают, почему измерение величины напора ведется именно в метрах.

Напор центробежного насоса, впрочем, как и любого другого, принято измерять в метрах. Конечно, подобная система рождает много вопросов. Прежде всего, так повелось исторически, все уже давно привыкли к такому обозначению и не намерены ничего менять. Ну и, конечно, это удобно, ведь не приходится прибегать к использованию других единиц измерения, производить сложные математические расчеты. Величина напора, исчисляемая в метрах, дает нам информацию о том, что насос может поднять жидкость на данную высоту.

Как определить требуемый напор

Выбирая насос в первую очередь необходимо отталкиваться от его назначения, специфики использования и основных характеристик его работы. Напор насоса — это, кстати говоря, основная характеристика, которая указана производителем в инструкции. Расчет напора насоса не требует особых навыков, специальной квалификации, с ним под силу справиться даже обывателю. Понятно, что во многом на результаты расчетов влияет конструкция выбранного насоса. В каждом случае результат будет индивидуальным.

Расход насоса, напор

Напор погружного насоса

Погружные насосы чаще всего устанавливаются в глубинные скважины, колодцы — словом там, где самовсасывающему насосу просто не справиться с перекачкой воды. Такая разновидность на сегодняшний день является весьма распространенной: конструкция представлена достаточным разнообразием моделей и модификаций, каждая из которых способна удовлетворить все потребности современных покупателей. Многие эксперты настоятельно рекомендуют приобретать насосы импортного производства, но даже среди российских компаний достаточно достойных производителей, продукция которых отличается высочайшей производительностью, эффективностью работы и, что не менее ценно, доступностью по цене. В процессе эксплуатации насос полностью погружают в воду, а при приближении жидкости к критической отметке он отключается в автоматическом режиме до того, пока уровень воды не поднимется до необходимой нормы.

Погружной насос: напор

Именно поэтому одним из самых безопасных и надежных считается именно погружной насос. Напор его исчисляется по формуле:

H = H высота + H потери + H излив, где:

H высота — перепад высот между местом нахождения насоса и наивысшей точкой системы водоснабжения;

H потери — возможные гидравлические потери, которые возникают при движении жидкость по трубе, они в первую очередь связаны с трением жидкости о стенки трубы;

Читайте также  Как сделать обрешетку под металлочерепицу

H излив — тот напор на излив, который позволяет пользоваться всеми сантехническими приборами (обычно находится в диапазоне 15-20 метров).

Напор циркуляционного насоса

Мы уже установили, что напор насоса — это давление, необходимое для того, чтобы протолкнуть жидкость на заданную высоту. Циркуляционные насосы нашли себя в системах отопления, именно с их помощью обеспечивается бесперебойная циркуляция источника тепла в системе. Конечно, к выбору циркуляционного насоса необходимо подойти более осознанно и требовательно, понимая, что от этого во многом зависит эффективность и бесперебойность его использования, что так важно для многоквартирных домов. Такие насосы надежны, эффективны и отлично показали себя даже в многоквартирных домах. Безусловно, такой насос также должен подбираться исходя из напора. Напор циркуляционного насоса не имеет никакой связи, а, соответственно, зависимости от высоты здания. Главное здесь — гидравлическое сопротивление трассы. И вот тут для расчета потребуется следующая формула:

H = (R * L + Z сумма) / ( p * g ), где:

L — протяженность трубопровода, измеряющаяся в метрах;

Z сумма — суммарное число коэффициентом запаса для конструктивных элементов трубопровода (для фитингов и арматуры эта величина равна 1,3; для термостатических вентилей — 1,7; а для смесителей — 1,2);

р — плотность воды, из школьного курса физики мы помним, что она составляет 1000 кг/м3;

g — ускорение свободного падения, величина которого берется в среднем значении — 9,8 м/с2.

Напор циркуляционного насоса

Получается, зная все основные параметры определить тот напор воды, который необходим вам в конкретной ситуации, довольно просто, для этого вам не придется привлекать специалистов.

Может ли монтаж повлиять на величину напора

Учитывая простоту, даже примитивность конструкции насосов, а также наличие подробной инструкции монтажа, многие современные мужчины берутся за работы самостоятельно, то есть без помощи профессионалов. Такое поведение чаще всего связано с желанием сэкономить: далеко не все готовы заплатить не только за насос или насосную станцию, но и услуги мастера. Учитывая, что напор насоса — это основная характеристика его деятельности, никто не готов терять. Именно поэтому вопрос напрашивается сам собой: насколько монтаж, проведённый самостоятельно может сказаться на величине напора.

Напор центробежного насоса

Казалось бы, подключаем одну трубу к всасывающему патрубку, другую к тому, что отвечает за напор, подаем питание — и готово. На практике малейшая ошибка не только способна негативно сказаться на напоре воды, но и существенно сократит продолжительность работы.

Основные ошибки монтажа

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

  • Диаметр всасывающего патрубка. Довольно часто диаметр трубопровода на практике оказывается меньше диаметра всасывающего патрубка. Такая конструкция в случае подключения увеличивает сопротивление со стороны всасывающей магистрали, тем самым сокращая величину глубины всасывания. Выражаясь простым языком: уменьшенный по диаметру трубопровод просто не в состоянии пропустить тот размер жидкости, который с легкостью всасывает и перекачивает насос.
  • Прямое подключение к обычному шлангу. Такая система не особо критична при условии использования насоса небольшой производительности. В противном случае под воздействием большого давления, создаваемого насосом, шланг сожмется, его сечение значительно сократится, а вода просто не сможете пройти сквозь него. Это в лучшем случае приведет к прекращению подачи воды, в худшем — к поломке насоса без возможности его последующего ремонта.
  • Большое число изгибов и поворотов в трубопроводе. Такой вариант монтажа не повышает величину сопротивления, соответственно уменьшает производительность и величину напора насоса. Именно поэтому так важно привести количество изгибов и поворотов к минимальному значению, если вы хотите использовать приобретенный и установленный насос на все 100%.
  • Герметизация. Именно ввиду недостаточной герметизации на всасывающем участке трубопровода могут возникать существенные потери воды. Плохая герметизация не только сокращает напор воды, но и сопровождает процесс работы насоса излишним шумом.

Расчет напора насоса

Тонкости выбора

Итак, если вы столкнулись с выбором насоса, как погружного, так и циркуляционного, впервые, настоятельно рекомендуем воспользоваться всеми советами и рекомендациями. Прежде всего, доверяйте только проверенным производителям, качество продукции которых не вызывает ни малейших нареканий. Не стоит пренебрегать помощью профессионалов: они из всего представленного многообразия помогут выбрать оптимальный вариант, отталкиваясь от основных требований особенностей эксплуатации.

Подводим итоги

В рамках данного материала мы рассмотрели, что же такое напор насоса, что влияет на его величину, и как самостоятельно рассчитать ее. Надеемся, что данные советы и рекомендации помогут вам избежать принципиальных ошибок и использовать прибор на все 100%.

Расчёт скважинного насоса: формула и пример подробного расчета

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 о выборе источника). В одной из статей сайта я писал, как самостоятельно сделать скважину (тут). 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.

Для расчета рекомендую воспользоваться двумя расчетными таблицами. Первая таблица позволит посчитать нереальный (расчетный) расход воды для каждого прибора, который есть в доме и на участке. Считаем в литрах/час.

tabliza 1 rashoda vody

tabliza 2 rashoda vody

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.

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: 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.

poteri napora stal

poteri napora plastik

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: