Калькулятор расчета напора скважинного насоса для системы с гидроаккумулятором с пояснениями

22.04.2016Подбор насоса скважины. | Верный расчёт насосов водоснабжения.

ТД ВиКо

В нашей статье Вы найдете подробное описание правильного выбора насоса для скважины, благодаря статье Вы сможете самостоятельно выбрать подходящий Вам насос без лишних затрат, а также избежите ошибок большинства. .

• Обвязка скважинного водоснабжения, это весьма трудоемкий процесс,  который требует не только физических, но и умственных способностей.
• Первое,  что нужно знать о выборе скважинного насоса — это параметры скважины. К ним относят:
• 1. Глубина скважины

2.

Дебит скважины (количество пополнения  воды в час) Так  средне статистическая бытовая  скважина производит  1,5-2,0 куба воды в час.

3.Зеркало воды  (уровень воды от поверхности  земли до начала водяного столба в скважине)

Диаметром скважины зачастую можно пренебречь!!! Связано это с тем, что в большинстве случаев используется обсадная труба 125мм  (120мм скважина), что подходит для стандартных бытовых насосов 3,5″ (88,9мм) и 3″ (76,2мм). Встречаются насосы 4″ (101,6мм) для скважин 135мм или 160мм, но они обычно уже приближены к классу колодезных насосов 6″ (152,4мм). Такие насосы рассчитаны на небольшие глубины.

Следует добавить, что выбранный диаметр насоса «впритык» приводит к лишней трате денег. А связано это с тем, что насос охлаждается в процессе работы водой, которая циркулирует в скважине, поэтому нужен запас 20-30мм. Итоговый внутренний диаметр обсадной трубы равен 20-30мм + диаметр насоса в миллиметрах.

Отметим, что расчёт насоса для колодца осуществляется аналогично расчету насоса скважины. Так что, описанный в статье способ расчета насоса скважины отлично подходит для выбора и расчета колодезного насоса.

Сам же диаметр скважины влияет на количество воды имеющейся в запасе столба воды и конечную стоимость насоса.

Это влияет на повышение сопротивления столба поднимаемой воды насосом, что приводит к покупке более мощного и производительного насоса.

Также объем воды в скважине влияет на скорость ее пополнения и количество включений насоса в час. Чем реже насос включается тем лучше. Минимальное расчетное количество не более 30-50 включений в час. Всё это высчитывается из простой зависимости (Расход на потребителей [л/час]/(Дебет скважины [л/час]) x (Расход на потребителей [л/час] / объем столба воды [л]) = кол-во включений/час.

Более подробно, с примерами, про установку с обвязкой погружного насоса в скважину своими руками Вы сможете узнать прочитав статью до конца.

Для подбора скважинного глубинного насоса нужны следующие параметры:

1. Уровень погружения  насоса в столбе воды.

Как правило все бытовые насосы центробежного типа могут погружаться в столб воды не более 30 м, но есть бытовые насосы, к примеру Aquatech,  которые могут погружаться в столб воды до 80 метров, а вот  винтовые насосы погружаются не более чем на 15-20 метров.

Такие параметры заложены  не спроста,  ведь объем воды, который будет давить на насос, может с легкостью повредить механизм насоса:  сальники, корпус и т.д.. Так что перед покупкой скважинного глубинного насоса обязательно ознакомьтесь с этим параметром,  который будет прописан в инструкции по эксплуатации насоса.

2.  Расстояние  от скважины до дома или  точки потребления.

Это неотъемлемая часть в подборе погружного скважинного насоса. Ведь каждые 10 метров трубы по горизонтали равны  потере  давления  примерно 0,1 атм.  Каждый  отвод трубы  т.е. угол поворота , это потеря давления  около 0.11 атм.  Тройник и обратный клапан  установленные  на скважине до реле давления съедают около  0,39 атм на элемент.

3. Количество точек подключения. 

К  точкам подключения относят унитаз, стиральные и  посудомоечные машины, умывальники , раковины, душевые кабины и т.д. В общем  точки — это элементы водоотведения где будет происходить разбор воды.

Усредненный  расход воды на  точку около 10 литров в минуту.

4. Производительность насоса скважины.

 Подбирается от одновременного  использования  точек воды. Допустим,  кухонная мойка и  душевая кабина потребляют одновременно около 20 литров в минуту. Следовательно,  насос должен обеспечить их бесперебойную работу, и при этом  у него было наименьшее число выключений в час.

Если скважинный насос  будет сильно мощный,  то он будет часто включатся и выключатся, а это большая ошибка при подборе скважинного насоса. Циклы включений и выключений  насоса строго регламентированы производителем.  Так частые  циклы работы насоса вредят его двигателю.  

Двигатель  у них мощный, но нежный!!!

  Большинство производителей рекомендуют не более  50 циклов в час, однако,  на практике лучше придерживаться  не более  15-20 включений в час (идеальный вариант). Такой насос прослужит дольше.

Соответственно из этих правил скважинный насос  должен работать без прерывно во время пользования  «точками разбора воды».

5. Мощность насоса.

1.  Мощность скважинного насоса легко подсчитать, нужно просто соблюсти все выше приведенные пункты. 
2. Выведем  формулу расчета скважинного насоса:
3. А- Глубина скважины
4. Б- Горизонтальный участок трубы
5. В-  Сопротивление напору (совокупность фильтров, углов, тройников в магистрали)
6. Г- Зеркало воды от верхнего уровня грунта
7. Д- Дебет скважины
8. Т- Количество одновременно используемых точек разбора воды (обычно берется 1т=10л/мин)
9. Е — Итоговое значение необходимого напора насоса

Д (л/мин) >=  Пиковое потребление л/мин     (1 м.куб./час  = 16,66 л/мин)

Как правильно перевести  м.куб. в   л.мин >>> XX м.куб.*1000 / 60 = XX  л/мин

А+Б+В+Г = Е, при условии Д < Т;   Б+В+Г = Е, при условии Д >= Т

Рассмотрим пример расчета погружного скважинного насоса для работы с автоматикой:

Глубина скважины:  30м (А)

                Насос всегда поднят от дна скважины на 2-3 метра. 

                Допустим возьмем подъем 2м. В результате  (А = 28м).

• Горизонтальный участок трубы (Б) :  
•                 От скважины до дома: 20м или 0,2атм  по горизонту,  (Б = 20м)
• Сопротивления напору (В) :
•                 Наличие 5 поворотов трубы (0,5атм = 50м);
•                  обратный клапан (0,39атм = 39м) и фильтр (0,4 атм =40м), (В = 129м)
• Необходимо учесть, что если глубина скважины составляет более 60м, то необходимо установить 2 обратных клапана  — один ставится непосредственно после насоса, а второй на высоте 45-50м.
• Также большинство производителей рекомендуют ставить обратный клапан после насоса через расстояние от 1  до 5 м, но этим можно пренебречь на малых глубинах.
• Зеркало воды возьмем:  5м (Г)
•                 Учтем зеркало воды  и получим столб воды в котором будет находиться насос 28м-5м=23м (А=23м)
• Знаете ли Вы, что насос испытывает  нагрузку  подъема жидкости начиная с конца столба воды.

В этом  примере зеркало 5м — следовательно насосу потребуется преодолеть сопротивление столба воды в 5м по вертикали. Таким образом, сопротивление по напору составит 0,5атм  (10м=1атм).

Однако надо учесть сезонные колебания столба воды — это порядка 10м, т.е. добавляем еще 1атм потерь.

В итоге:  Г=5+10=15м (Г=15м)   

Дебет:  1,8 м.куб./час  (Д)

1.                 Если Вам неизвестен дебет Вашей скважины, то смело можете брать 1,2-1,4 м.куб/час
2.                 Произведем расчет количества воды, производимое скважиной:
3.             Д= 1,8*1000/60 = 30 л/мин
4. Точек разбора воды:  возьмем одну (Т)
5. Д = 30л/мин;  T= 10л/мин     ===>    Д>Т
6. Д>Т — значит вода не убывает в скважине,следовательно насосу нет необходимости работать на столб воды в скважине, при ее опустошении ==>   (А = 0)

Произведем расчет по имеющимся данным:

• Переводим величины горизонтальных потерь в вертикальные (10м по горизонтали  = 1м по вертикали):
• (Б+В)/100    ==>   (20м+129м)/100 = 1,49м ;  Г=15м
• А+Б+В+Г = Е, при условии Д < Т;   Б+В+Г = Е, при условии Д >= Т
• 15м+1,49м = 16,49м    =>    Е = 16,49м     (16,49м/100 = 1,649атм)

1,649м (2атм)  эта высота будет потрачена только на подъем воды до реле давления. т.е. мы получим на выходе трубы давление воды не более 0,1 атм.

Исходя из этого нам нужно получить на выходе,  т.е. в точке разбора воды около 2,6 атм (26м).

Следует помнить, что если Вы используете автоматику, то давление в  гидроаккумуляторе устанавливается всегда на 0,1атм меньше давления включения автоматики !!! Также необходимо знать, что гидроаккумулятор стабилизирует давление в системе и его сопротивлением можно пренебречь. 

1. Правильно настроенный гидроаккумулятор прослужит дольше.
2. Если у Вас многоэтажный дом, то необходимо учесть подъем до самой верхней точки разбора, из учета 10м=1атм потерь.
3. В итоге получаем: 2,6 + 2 + Hверхней точки[атм]  = 4,6атм (46м).
4. Делаем вывод, что подъем насоса должен быть не менее 46 метров.  
5. 46м + 10%  = 50,6м  => Идеальным  вариантом  будет насос с подъемом  50 метров.

Всегда делаем минимальный запас 5-10% по мощности насоса. Это уменьшит его износ и позволит работать двигателю более стабильно при перепадах напряжения и пусках насоса.

• Из полученного расчета получаем список подходящих  насосов:
• Aquario ASP 1Е 45-90(напор 45 м, КАБЕЛЬ 35м.)   —  Запас по давлению 24%
• Aquatech SP 3.5″ 4- 45 (напор 45 м, кабель 25 м)   —  Запас по давлению 14%
• BELAMOS Насос скважинный TF3- 60 (напор 60 м, длина кабеля 35 м)   —  Запас по давлению 62%
• WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м)   —  Запас по давлению 34%
• Самый минимальный подходящий вариант и при этом  финансово привлекателен:
• WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м)   —  Запас по давлению 34%
• Aquatech SP 3.5″ 4- 45 (напор  45 м, кабель 25 м)   —  Запас по давлению 14%
• Самый идеальный вариант:
•  WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м)   —  Запас по давлению 34%
• С  таким скважинным насосом и напор будет хороший и в дальнейшем можно немного расширить длину горизонтального водопровода или добавить большее число точек разбора, без критичных для двигателя нагрузок.

Давайте рассмотрим структурно схему обвязки водопровода с насосом скважины:

Обвязка насоса скважины

Для правильной обвязки скважинного насоса нам понадобится:

• Насос
• Обратный клапан ГГ + ниппель (либо обратный клапан ГШ)
• Муфта ПНД с наружной резьбой
• Труба ПНД
• Оголовок герметичный ОГС 113/125 или ОГС 127/165 (зависит от диаметра обсадной трубы)
• Угол ПНД обжимной (для поворота трубы)
• Шнур полиамидный  6мм или 8мм (для подвешивания насоса)
• Автоматика

1. Бывает три типа автоматики:
2. 1.       Блочная  (собирается по частям и состоит из Штуцера 5-ти выводного, Штуцера 3-х выводного; Реле давления PM/5G, PA 12 MI; Манометра; Датчика сухого хода; Реле протока воды WATTS)
3. 2.       В сборе (Реле давления PM/5-3W,  Турбипресс)
4. 3.       В сборе с компенсатором гидроударов (Блок автоматики PS-01A, PS-01С)   
5. Следует учесть, что у гидроаккумулятора указывается полный объем.
6.  Помните, основное предназначение — компенсация гидроударов.
7. Слишком большой объем может привести к эффекту застаивания воды .   
8. Так гидроаккумулятор на 24л будет запасать всего 11,3л.

• Если гидроаккумулятор будет удален от автоматики, то дополнительно понадобится Муфта ПНД с наружной резьбой  1″ и Муфта ПНД с внутренней резьбой  1″
• Муфта ПНД с наружной резьбой 1″ для отвода трубы после автоматики
• Дополнительные элементы  сантехники  на Ваше усмотрение (краны, тройники, ниппели и т.д.)
• Кессон (На Ваше усмотрение)

Кессон — это колодец, в котором размещается верхняя часть скважины и герметичный оголовок. Применяется как правило для избегания  попадания мусора на поверхность участка скважины. Также в  декоративных целях, когда скважина находится где-то на участке. Состоит из кольца полимерно-песчаного, конуса, дна и люка.

 Крепится на открытые участки трубопровода в скважине (до воды) и трубе проложенной до дома (в утеплителе). Также кабель бывает двух исполнений: наружный кабель (крепится на поверхности трубы) и внутренний кабель (протягивается внутри трубы).

Как правило для наружного кабеля используется не пищевая термоусадка , но для внутреннего кабеля помимо пищевой термоусадки понадобится еще специальный сальник АКС1 для введения кабеля в трубу и тройник с внутренней резьбой под сальник на 3/4 или 1/2. Как правило обычно подходит тройник 1″х3/4х1″ или 1″х1/2х1″.

. Вы можете позвонить нашим менеджерам по телефону +7 (351) 222-10-92 и проконсультироваться по интересующим Вас вопросам. Сайт компании ВИКО: www.td-viko74.ru «ВИКО» — инженерная сантехника в Челябинске

Возврат к списку

Источник: https://www.td-viko74.ru/articles/21804/

Расчёт скважинного насоса: формула и пример подробного расчета

Вступление

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.

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=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

Дано:

• 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.         

©Elesant.ru

Другие статьи: Водоснабжение дома

Источник: https://elesant.ru/vodosnabzhenie-doma/raschjot-skvazhinnogo-nasosa-formula-i-primer-podrobnogo-rascheta

Калькулятор расчета напора скважинного насоса для системы с гидроаккумулятором с пояснениями

От сбоев работы системы водопровода защитит оснащенная скважина, позволяющая создать автономное водоснабжение. Но, чтобы она функционировало без перебоев, вам требуется приобрести высококачественное оборудование, которое идеально подойдет для домашнего водоснабжения.

Установка конструкции с гидроаккумулятором

Решить проблему со сбоями призвано устройство гидроаккумулятора. Подобная функциональная установка позволяет создать запас воды, а также поддерживает давление внутри конструкции трубопровода на достаточном уровне.

При этом организуется правильная работа всех сантехнических приборов. Важно, чтобы основные показатели и параметры данного устройства  и насосного оборудования максимально совпадали.

Если вы не знаете, как подобрать подходящий вариант, то в этом вам поможет специальный калькулятор для проведения вычисления по напору подобного оборудования.

Калькулятор расчета напора скважинного насоса для системы с гидроаккумулятором

Как проводится расчет напора в насосном оборудовании?

Устройство гидроаккумулятора представляет  собой герметичную емкость, которая внутри разделена на два отсека – водяной и воздушный. Определенное давление, контролирующее минимальное  значение напора жидкости, образуется в воздушной части корпуса.

Вода наполняет устройство и давление растет, когда достигается уровень верхнего порога, то реагирует специальное реле и закачка воды останавливается. При этом прибор позволяет поддерживать необходимый уровень воды для бесперебойной работы всей системы. Данное устройство призвано в помощь скважинному насосу и улучшает качество его работы.

Схема подачи воды в дом с установкой функционального прибора

• Совместная работа оборудования позволяет заявить о следующих возможностях:

• подача воды с разных глубин до точки расположения гидроаккумулятора;
• преодоление гидравлического сопротивления на промежутке от устройства скважины до монтажа прибора. От сечения магистрали и протяженности участка зависит показатель давления в системе. Поэтому имеет смысл установить гидроаккумулятор поближе к скважине. Известно, что сопротивление больше в стальных магистралях, чем в полимерных;
• при наполнении бака срабатывает реле давления.

1. Важно, чтобы насос был оснащен и определенным эксплуатационным запасом, чтобы быстро не израсходовать свой рабочий потенциал.

На схеме изображен вариант монтажа системы с дополнительным устройством

Все важные данные учитываются в программе. По полученным результатам и рекомендуется выбрать оптимальный вариант насоса. Стоит учитывать, что для оборудования, работающего без гидроаккумуляторов, расчет будет несколько отличаться.

Загрузка…

Источник: https://aquatic-home.ru/kalkulyator-rascheta-napora-skvazhinnogo-nasosa-dlya-sistemy-s-gidroakkumulyatorom.html

Калькулятор расчета напора скважинного насоса для системы с гидроаккумулятором — с пояснениями

Наличие собственной скважины решает множество проблем хозяев загородного дома. Но для того чтобы автономное водоснабжение работало бесперебойно, и в любой момент на используемой точке потребления обеспечивалось необходимое давление воды, требуется правильно подобрать оборудование и грамотно смонтировать вся систему водопровода.

Калькулятор расчета напора скважинного насоса для системы с гидроаккумулятором

Один из путей решения проблемы – установка гидроаккумулятора.

Этот важный элемент системы не только создает запас воды, но, что самое главное, поддерживает ее давление во внутреннем водопроводе на требуемом уровне, необходимом для корректной работы всех подключенных устройств и сантехнических приборов.

Естественно, что параметры насоса и гидроаккумулятора должны быть согласованы между собой. Как правильно сделать выбор? – в этом поможет калькулятор расчета напора скважинного насоса для системы с гидроаккумулятором.

Необходимые пояснения по проведению расчётов даны ниже.

Цены на скважинный насос

Калькулятор расчета напора скважинного насоса для системы с гидроаккумулятором

Перейти к расчётам

На чем строится расчет создаваемого насосом напора?

Гидроаккумулятор — это герметичная емкость, разделенная эластичной мембраной на два отсека – воздушный и водяной. В воздушном отсеке заранее создано определённое давление – нижний порог напора воды в системе домашнего водопровода.

По мере заполнения водой давление в гидроаккумуляторе нарастает, и при достижении установленного верхнего порога срабатывает реле, которое управляет питанием насоса – закачивание воды прекращается.

Таким образом, в гидроаккумуляторе всегда поддерживается тот уровень давления, который будет оптимальным для работы водопроводной системы.

По сути, в вопросах создания напора «зона ответственности» скважинного погружного насоса заканчивается именно на гидроаккумуляторе.

Отсюда следует, что создаваемого насосом напора должно быть достаточно:

• Для поднятия воды с глубины скважины, считая от динамического уровня воды, до точки установки гидроаккумулятора.
• Для преодоления гидравлического сопротивления участков водопровода от скважины до места установки гидроаккумулятора. Чем меньше диаметр труб, и чем протяженнее участки, тем выше потери давления. Именно поэтому гидроаккумулятор стараются устанавливать как можно ближе к скважинам. Имеет значение и материал труб – в стальных трубах ВГП сопротивление значительно выше, чем в полимерных.
• Для наполнения аккумулирующего бака до верхнего уровня срабатывания реле давления.

Естественно, насос должен обладать еще и определённым эксплуатационным резервом, чтобы ему не приходилось работать на пределе своих возможностей.

Все эти параметры учтены в программе калькулятора расчета.

Результат будет показан в нескольких единицах измерения – метрах водяного столба, атмосферах (бар) и килопаскалях. По этим значения и нужно будет подбирать подходящий насос.

Для насосов, работающих без гидроаккумулятора, и напрямую подающих воду на точки потребления, расчет напора будет несколько иным — для этого случая предусмотрен свой калькулятор.

Другим важным параметром выбора является производительность насоса – ее расчет также реализован в специальном калькуляторе.

Особенности выборы скважинного насоса

Эти приборы рассчитаны на подъем воды со значительных глубин, что предопределяет особенности их конструкции. Как устроены погружные насосы для скважин, и на что ориентироваться при их выборе – читайте в отдельной публикации нашего портала.

Источник: https://stroyday.ru/kalkulyatory/vodoprovod-i-kanalizaciya-kalkulyatory/kalkulyator-rascheta-napora-skvazhinnogo-nasosa-dlya-sistemy-s-gidroakkumulyatorom.html

Водоснабжение из скважины. Насос для скважины, выбор

Имеем участок с одним двухэтажным домом и баней для проживания 4-х человек. В доме на первом этаже находится одна мойка, унитаз, умывальник. На втором этаже еще один унитаз и умывальник. В бане находится один душ и один умывальник. Отдельная ветка для полива. Планируется установить систему очистки воды. Гидроаккумулятор стоит в пристройке к дому на уровне земли.

Необходим насос Водолей для скважины, со следующими паспортными данными:

Дебит – 3 м³/ч. Статический уровень (зеркало воды) – 27 метра от поверхности земли. Общая глубина скважины – 68 метров. Динамический уровень – 34 метра (при откачивании воды насосом с расходом 3 м³/ч). Расстояние от скважины до дома – 5 метров. Расстояние от дома до бани – 18 метров.

На участке проложена пластиковая труба с внешним диаметром 32 мм (внутренний 26,2 мм).

Расчет потребного расхода:

• Потребный расход воды определяется как сумма производительности всех точек водоразбора, с учетом вероятности их одновременного использования.
• Нормы расхода воды сантехприборов: Умывальник – 0,12 л/с Унитаз – 0,1 л/с Мойка – 0,12 л/с Душ – 0,2 л/с
• Поливочный кран – 0,3 л/с
• Максимальная теоретическая потребность в воде (без полива) = 0,88 л/с (0,12 + 0,2 + 2 x 0,1 + 3 x 0,12), что соответствует 3,16 м³/ч.

На практике всеми сантехприборами пользоваться одновременно не могут.

Всего у нас 7 точек водоразбора, не считая полива. С учетом четырех человек проживающих в доме, коэффициент одновременного использования приборов для данного дома можно принять равным 0,6 (что будет соответствовать 4-м используемым точкам водоразбора одновременно).

Qпотр. = 3,16 м³/ч x 0,6 = 1,9 м³/ч

В нашем случае это соответствует одновременному использованию душа, умывальника, мойки и унитаза (например вечером). Предполагается, что поливом в это время пользоваться не будут. Полив предполагается вести отдельной веткой через тройник (поливочный кран требует около 1 м³/ч воды). В любом случае, во время полива можно будет еще комфортно пользоваться умывальником и мойкой.

Расчет потребного напора погружного насоса для скважины:

Потребный напор насоса Водолей складывается из общего геодезического напора, потерь давления в трубопроводах с учетом местных потерь и конечного требуемого давления в точках водоразбора.

Геодезический напор – общий перепад высот от динамического уровня воды в скважине до гидроаккумулятора (за основу здесь берем давление в гидроаккумуляторе, а возможный перепад высот между гидроаккумулятором и самой верхней точкой водоразбора компенсируем увеличением давления в гидроаккумуляторе, см. ниже).

L1 = 34 метра

Наша верхняя точка водоразбора находится на втором этаже дома. Примем расстояние от земли до этой точке равным 3 метра и учтем это в дальнейших расчетах, путем увеличения давления в гидроаккумуляторе для компенсации этого перепада высот.

Потери напора в трубопроводах:

По паспорту насос Водолей разрешается устанавливать в скважине, не ниже 10 метров от динамического уровня воды. Мы установим насос на уровне 39 метров, на 5 метров ниже динамического уровня.

Общая протяженность труб от места установки насоса до гидроаккумулятора:

Lтр =39 (длина трубы в скважине) + 5 (расст. от скважины до дома) = 44 м

Воспользуемся таблицей потерь напора.

Потери напора в метрах, на 100 метров прямого участка трубопровода
Расход жидкости	Внешний диаметр пластикового трубопровода, мм
м³/ч	л/мин	л/с	25	32	40	50	63	75	90	110	125
0,6	10	0,16	1,8	0,66	0,27	0,085
0,9	15	0,25	4,0	1,14	0,6	0,18	0,63
1,2	20	0,33	6,4	2,2	0,9	0,28	0,11
1,5	25	0,42	10,0	3,5	1,4	0,43	0,17	0,074
1,8	30	0,50	13,0	4,6	1,9	0,57	0,22	0,092
2,1	35	0,58	16,0	6,0	2,0	0,7	0,27	0,12
2,4	40	0,67	22,0	7,5	3,3	0,93	0,35	0,16	0,063
3,0	50	0,83	37,0	11,0	4,8	1,4	0,5	0,22	0,09
3,6	60	1,00	43,0	15,0	6,5	1,9	0,7	0,32	0,13	0,05
4,2	70	1,12	50	18,0	8,0	2,5	0,83	0,38	0,17	0,068
4,8	80	1,33	25,0	10,5	3,0	1,2	0,5	0,22	0,084
5,4	90	1,5	30,0	12,0	3,5	1,3	0,57	0,26	0,092	0,05
6,0	100	1,67	39,0	16,0	4,6	1,8	0,73	0,3	0,12	0,07

1. Для трубы с внешним диаметром 32 мм, при расходе 1,9 м³/ч, потери составят 5,1 метров (для трубы длиной в 100 метров). Потери напора в нашем случае составят:
2. Нпот.дл = 0,44 x 5,1 = 2,3 метра
3. На участке от насоса до гидроаккумулятора два поворота трубопровода под 90°, одна задвижка, два тройника и один обратный клапан.

Для расчета потерь воспользуемся нижеприведенной таблицей.

Потери напора в коленах, задвижках, донных и обратных клапанах, в см
Скорость воды, м/с	Колено с углом, град	Задвижка	Обратный клапан	Тройник
30	40	60	80	90
0,4	0,43	0,52	0,71	1	1,2	0,23	31	16
0,5	0,67	0,81	1,1	1,6	1,9	0,37	32	16
0,6	0,97	1,2	1,6	2,3	2,8	0,52	32	17
0,7	1,35	1,65	2,2	3,2	3,9	0,7	32	17
0,8	1,7	2,1	2,8	4	4,8	0,95	33	18
0,9	2,2	2,7	3,6	5,2	6,2	1,2	34	18
1,0	2,7	3,3	4,5	6,4	7,6	1,4	35	19
1,5	6,0	7,3	10,0	14	17	3,3	40	24
2,0	11,0	14,0	18,0	26	31	5,8	48	30
2,5	17,0	21,0	28,0	40	48	9,1	58	39
3,0	25,0	30,0	41	60	70	13	71	50

В нашем случае скорость потока жидкости составит 0,98 м/с (V = Q / S x 3600, где Q = 1,9 м³/ч, S = (Π x d2) / 4 = 0,000539 м², при внутреннем диаметре трубопровода d = 26,2 мм; паспортные данные нашего трубопровода).

Суммируем отдельные виды местных потерь: 2 x 7,4 (колена 90 град) + 1 x 1,36 (задвижка) + 2 x 18,8 (тройники) + 1 x 34,8 (обр. клапан) = 90 см = 0,9 метра.

• Добавим 1 метр запаса (на возможные неучтенные потери) и местные потери в нашем случае составят: Нмест = 1,9 метра.
• Итого общие потери напора составили:
• Нпот =4,2 метра (2,3 м потерь по длине трубы + 1,9 м местных потерь)

Давление в точках водоразбора:

Подбор будем вести на обеспечение расчетного давления на втором этаже доме на уровне 2,5 бар (при работе насоса). При этом на любом режиме работы давление в этой точке не должно падать ниже 2,0 бар (обеспечивается установками реле давления).

Почему именно 2,5 бар? Это среднее расчетное значение для комфортного водопользования. Например, в городской квартире среднее давление в сети холодной воды составляет около 2,0-3,5 бар (в зависимости от места расположения).

С учетом этого, нам необходимо рассчитать давление в гидроаккумуляторе. Потери напора на участке от гидроаккумулятора до потребителей на втором этаже дома будут следующими:

1. 1 м – прочие потери по длине трубы и местные потери (точный расчет вести нецелесообразно ввиду минимальных расстояний трубопровода и простой геометрии).
2. Итого, потери на участке от гидроаккумулятора до потребителей на втором этаже дома составят:
3. Нпот.д = 3 м + 10м +1 м = 14 м (1,4 бар)

Таким образом, для обеспечения давления на втором этаже дома на уровне 2,5 бар, давление в гидроаккумуляторе должно быть на 1,4 бар выше, т.е должно составлять 3,9 бар.

Давление в бане будет ниже давления в гидроаккумуляторе на величину потерь давления по длине трубы от гидроаккумулятора до бани, потерь давления на фильтре и потерь давления из-за местных сопротивлений.

Потери напора на участке от гидроаккумулятора до потребителей в бане будут следующими:

0,4 м – потери на трение по длине трубы 18 м с расходом 1,15 м³/ч (душ и умывальник), см. таблицу потерь напора прямого участка водопровода. 0,5 м – местные потери при 0,6 м/с (одна задвижка, один обратный клапан, один тройник), см. таблицу потерь напора в коленах, задвижках и клапанах. 10 м – потери давления на фильтрах очистки воды; паспортные данные.

Как видно, потерями на трение по длине трубы и местными потерями для данного участка можно пренебречь (что мы и сделали при аналогичных расчетах в схеме водоснабжения из колодца).

Настройки реле давления можно назначить уже на этом этапе расчета. Приняв среднее давление в гидроаккумуляторе на уровне полученных выше 3,9 бар настроим реле давление следующим образом:

Включение насоса – 3,5 бар. Выключение насоса – 4,5 бар.

• Давление воздуха в гидроаккумуляторе – 3,2 бар.
• Общий потребный напор насоса Водолей:
• Н = 34 м (геодезический напор) + 4,2 м (потери напора на трение по длине трубы + местные потери) + 39м (3,9 бар – расчетное давление в гидроаккумуляторе) = 77,2 метра.

Т.е. насос должен обеспечивать:

Q = 1,9 м³/ч при H = 77,2 м

Выбор погружного насоса для скважины:

Смотрим на гидравлическую характеристику насосов компании «Промэлектро» и выбираем насос Водолей БЦПЭ 0,5-80 У, который при расходе в 1,9 м³/ч обеспечивает 76 метра напора. Разница в напоре в 1,2 метра (77,2м — 76м) не играет в данном случае никакой роли, так как мы все значения по расходу и напору брали с запасом и погрешность расчетов сопоставима с этим значением.

Рабочая точка находится близко к номинальному режиму работы, что очень хорошо (1,8 м³/ч — режим максимального КПД для всех насосов Водолей БЦПЭ 0,5). При этом насос имеет максимальный напор (при нулевом расходе) на уровне 120 м, что гарантирует обеспечение расчетного давления выключения насоса, установленного нами на уровне 4,5 бар (34 м + 4,2 м + 45 м = 83,2 м < 120 м).

После пуска насоса, замеряем его расход на полив (который пущен отдельной веткой и подразумевает самый большой расход насоса), и с помощью задвижки, путем её прикрытия, регулируем расход на уровне не более 1,0-1,2 м³/ч. При таких настройках даже с учетом полива, можно будет пользоваться умывальником и мойкой при расчетном давлении.

При одновременном пользовании поливом, душем, мойкой и умывальником вода будет у каждого потребителя, но давление упадет примерно до 1,2-1,4 бар, что не очень комфортно, поэтому таких режимов эксплуатации лучше избегать.

Источник: http://vodoley-pump.ru/articles/vodosnabzhenie-iz-skvazhiny-nasos-dlya-skvazhiny-vybor/

Как подобрать скважинный насос и гидроаккумулятор?

30 Октября 2017

Для подъема воды со значительной глубины и создания в системе водоснабжения рабочего давления могут быть использованы насосы разных типов. Так, например, это могут быть ручные и самовсасывающие поверхностные насосы, насосные станции эжекторного и инжекторного типа, погружные насосы.

Наибольшее распространение получили погружные насосы центробежного типа. Эти насосы создают рабочее давление с помощью лопаток рабочего колеса, приводимых в движение электродвигателем.

Вращение рабочего колеса отбрасывает поток жидкости от центра рабочей камеры к её стенкам, где возникает область повышенного давления и откуда отводится часть жидкости.

Объём воды, перекачиваемой центробежными насосами, определяется размерами рабочей камеры и скоростью вращения рабочего колеса.

Габариты погружных насосов, монтируемых в скважине, определяются диаметром скважины, поэтому для повышения их производительности приходится увеличивать не диаметр, а длину рабочей камеры (например, на вал двигателя устанавливают несколько рабочих колёс).

Скорость вращения рабочего колеса ограничена по технико-экономическим причинам (стоимость насоса при заданной надёжности).

Как правило, погружные скважинные насосы эксплуатируются в умеренно агрессивной среде, поэтому особых требований к их исполнению нет. В тоже время, качество применяемых материалов является одним из важных факторов, влияющих на срок эксплуатации насоса. Обычно, корпус насоса изготавливают из нержавеющей стали, электрические компоненты при этом герметизируют.

Исходные данные, которые надо знать для правильного подбора скважинного насоса:

1) Параметры скважины

• дебит (производительность скважины в м³/ч);
• статический уровень воды (измеряется через 1 час после бурения без откачки воды из скважины);
• динамический уровень воды (измеряется после откачки, когда приток воды равен её оттоку, т.е. вода перестаёт убывать);
• глубина скважины;
• размеры и глубина фильтровальной части скважины;
• диаметр скважины.

(Все эти параметры указываются в паспорте скважины, который выдает организация, занимающаяся бурением.)

2) Суммарный максимальный расход воды

Расход воды зависит от количества и типа используемых санитарно-технических приборов. В следующей таблице приведён нормативный расход воды для разных типов оборудования.

3) Напор воды

Напор рассчитывается по формуле:

где:

• Ptap – давление, которое необходимо создать в системе. Напор в бытовой сети водоснабжения, как правило, составляет 20-25 м водяного столба или 2,0-2,5 бар (стандартное давление в городской сети);
• Hgeo — геодезический напор, который исчисляется как разность высот от динамического уровня до самой высокой точки водоразбора в метрах водного столба;
• EHf — сумма линейных потерь напора, которые возникают при трении воды о стенки трубопровода и местных потерь (потери напора на поворотах, тройниках, задвижках и т.д.). Линейные потери зависят от материала, из которого изготовлен трубопровод, его диаметра и расхода воды. Для более точного расчета применяются специальные диаграммы. Суммарные местные потери обычно принимают равными 15-20% от величины линейных потерь напора.

Дополнительное оборудование в системе водоснабжения.

Для того что бы обеспечить оптимальный режим работы скважинного насоса в системе водоснабжения рекомендуется установить гидроаккумулятор (мембранный бак).

Он защищает систему водоснабжения от резких перепадов давления в системе (гидравлических ударов), оптимизирует частоту включений насоса при наличии утечек в системе и малом расходе воды.

Расчёт объема мембранного бака производится по формуле:

• где Qmax — максимальный расход воды, м3/ч;
• Pset — давление включения насоса, бар;
• ∆Р — разница между давлением включения/выключения, бар;
• Nmax — допустимое число включений/выключений в час;
• k – 0,9.

Для монтажа выбранного насосного оборудования так же понадобятся следующие материалы и оборудование:

• электронный блок управления;
• датчик давления;
• манометр;
• кабель;
• термоусадочная кабельная муфта;
• трос из нержавеющей стали (для подвешивания насоса в скважине);
• зажимы из нержавеющей стали;
• хомуты для крепления кабеля к напорной трубе;
• напорный трубопровод;
• фасонные части для соединения насоса с напорным трубопроводом.

Для подвода электрического питания к насосному агрегату необходимо использовать кабель, характеристики которого будут обеспечивать нормальное энергоснабжение в зависимости от потребляемой мощности насоса и его удаленности от источника электропитания.

Примерная максимальная длина электрического кабеля (в метрах) в зависимости от сечения его жилы и мощности однофазного электродвигателя насоса приведена в таблице:

Пример расчета:

В 2х-этажном доме установлены следующие санитарно-технические приборы:

• унитаз, два умывальника, душ на первом этаже,
• унитаз и раковина на втором этаже.
• фильтр для очистки всей воды, поступающей в дом.

(Потери напора для фильтра указаны в его паспорте и составляют 1 Бар (10м)).

 Для водоснабжения используется скважина со следующими паспортными характеристиками:

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

Параметры напорного трубопровода:

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

Проведем соответствующие расчеты:

1.  Максимальный расход воды в скважине:

2. Необходимый напор насоса:

• Нд – потери напора по длине трубопровода (величина линейных потерь указывается в расчете на 100 м трубопровода),
• Нмес — потери напора на местных сопротивлениях,
• Нф — потери напора на фильтре.
• Рассчитаем потери по длине:

Принимаем потери на местных сопротивлениях равными 15% от потерь по длине, тогда:

Потери на фильтре Нф = 10 м, так как 1 бар составляет10 м водного столба.

Сумма линейных потерь напора составит:

Таким образом, общий напор будет равен:

Следующий этап – определение объёма и типа бака гидроаккумулятора.

В зависимости от типа корпуса баки бывают вертикальные и горизонтальные. Баки объёмом более 50 литров имеют автоматический воздухоотводчик, в баках меньшего объема, как правило, такие устройства не устанавливаются. Обычно, выбор компоновки бака осуществляется исходя из габаритных размеров помещения, в котором он будет установлен.

Для расчета объёма гидроаккумулятора необходимо определить число включений насоса в единицу времени (принято считать за один час) при максимальном расходе воды. Оптимальным значением является частота 10-15 раз в час.

Увеличение значения частоты включений насоса приводит к чрезмерной нагрузке на мембрану гидроаккумулятора (повышается частота циклов растяжение-сжатие), что снижает рабочий ресурс мембраны.

На практике, частоту включений насоса принимают равной 10 раз в час, оставляя запас в сторону увеличения до 15 раз в час на случай, когда в доме добавляется новый источник потребления воды (при использовании уже существующего гидроаккумулятора).

Для двухэтажных домов обычно принимают:

Объём гидроаккумулятора определяется следующей формулой:

16,5 – постоянная величина;

С учетом полученных характеристик подбираем насос и производим расчет объема мембранного бака:

Источник: https://techretailer.ru/info/articles/2017/kak_podobrat_skvazhinnyy_nasos_i_gidroakkumulyator/