Правильний розрахунок і підбір насоса для облаштування водопостачання в приватному будинку

1. Загальна інформація
2. конструкційні відмінності
3. Види по типу розміщення
4. Який краще вибрати?
5. приклад розрахунку
6. Включення в систему водопостачання
7. Слабкі місця насосних станцій та основні поломки

Організувати включення в систему централізованого водопостачання приватного будинку, дачі або котеджу вдається нечасто. Зазвичай їх власникам доводиться вирішувати питання про автономну систему водозабезпечення свого житла.

Але, навіть якщо є можливість підключення до Року Польщі поряд з будинком міського або селищного водопроводу, мати при цьому на ділянці незалежне джерело води - не найгірша ідея як з точки зору економічної, наприклад, використовуючи його для поливу, так і в якості гарантії від раптових відключень центральної системи.

Загальна інформація

Система автономного водопостачання приватного будинку складається з декількох компонентів:

1. Водний джерело:

• Колодязь - штучна вироблення-шахта, викопана для збору підземних ґрунтових вод в поверхневому водоносному шарі до глибини 10 ~ 15 м і укріплена від осипання.
• свердловини . Виконуються методом буріння і бувають декількох типів:
  • Безнапірні: «на пісок» - до 50 м, «на вапняк» - до 150 м.
  • Артезіанські - понад 150 м.
  • Абиссинские і ін.
• Штучні водойми. Ємності для збору талих, дощових вод. При наявному поблизу ключі або джерелі можна організувати поглиблений відведення його русла.
• Природні водойми. Струмки, річки, озера.

При проектуванні автономної системи першим постає питання про підбір насоса для водопостачання приватного будинку, як однієї з найбільш відповідальних і, якщо вже говорити про якість роботи і довговічності, найбільш дорогої частини гідротехнічного обладнання. І вибір його обумовлений, перш за все, типом джерела води на ділянці, а потім - обраної схеми водопостачання.

конструкційні відмінності

Гідронасоси бувають наступних конструктивних типів:

• Поршневі. Тепер вже практично не застосовуються для невеликих насосних станцій через громіздкість, малого ккд, невисокого життєвого ресурсу.
• Відцентрові. Одні з найпопулярніших і затребуваних завдяки простоті конструкції, економічності і високої надійності.
• Турбінні. Подібні до відцентровим, але не з бічним, а осьовим розташуванням лопаток. Більш потужні і продуктивні. Використовуються в основному на промислових гідротехнічних спорудах.
• Роторні або так звані гвинтові насоси. Відрізняються малими габаритами по діаметру, тому найбільш придатні для підйому води з свердловин.
• Вібраційні або мембранні. Дешеві, але малопродуктивні. Відомі давно випускаються для дачників моделі «Струмочок», «Малюк».

Види по типу розміщення

За способом розміщення водопостачальні гідронасоси поділяються на два класи:

1. Поверхневого типу. Розташовуючись в стороні від джерела води, забезпечують її всмоктування по опущеною в колодязь або свердловину трубі.
2. Занурювальні. Повністю опускаються в воду на деяку глибину.

Іноді в окремий клас виділяють насосні станції, які по суті є компактним самодостатнім водонапірним комплексом, що складається з поверхневого насоса, накопичувального мембранного бака-гідроакумулятора, реле тиску води і схеми управління.

Який краще вибрати?

Перед тим як вибрати водяний насос для будинку, слід порівняти переваги і недоліки двох їх основних видів:

Поверхневі насоси Занурювальні Встановлюються стаціонарно. Простіше в обслуговуванні. Для ремонтно-профілактичних робіт вимагають підйому з свердловини або колодязя на поверхню. Потребують двох трубопроводах: всмоктуючому і нагнітання. Працюють тільки на нагнітання. Максимальна висота всмоктування - 10 м. Реальна, з урахуванням втрат в трубопроводі і запасу на зниження рівня води в колодязі - не більше 7 ~ 8 м. Підйом з глибини нижче 10 м. Потребують заповненні рідиною перед першим пуском або після ремонтних робіт. Чи готові до роботи відразу після занурення. Існує небезпека перегріву мотора при тривалій роботі. Занурений у воду насос охолоджується як зовнішньої водою ззовні, так і прокачується зсередини. Необхідність консервації на зиму для літнього варіанту водопроводу. На зиму досить злити воду із системи. Робота супроводжується шумом. Безшумні.

Таким чином, для підйому води з колодязя простіше використовувати поверхневий насос або насосну станцію, а зі свердловини - погружной роторний або відцентровий.

приклад розрахунку

Основні необхідні дані для вибору відповідної моделі поверхневого насоса для водопостачання будинку:

• Максимальне значення витрати рідини в л / хв або м³ / год.
• Висота всмоктування - різниця рівнів впускного патрубка насоса і поверхні води в джерелі.
• Висота нагнітання - різниця рівнів найвищої точки трубопроводу і випускного патрубка насоса.
• Початковий тиск, для безнапірної свердловини або колодязя рівний атмосферному.
• Кінцеве - необхідний тиск в домашній системі водопроводу.
• Втрати тиску в трубопроводах залежать від витрати рідини і якості поверхонь внутрішніх стінок трубопроводів, що створюють тертя її руху.

Висота всмоктування гидронасосов поверхневого типу не може перевищувати 10,33 м - висоти водяного стовпа, що створює рівний атмосферному тиск.

Для спрощення розрахунків її округлюють до 10 м, а створюваний тиск прирівнюють одній технічній атмосфері, 1 ат = 1 кгс / см², або приблизно 1 бару ~ 0,98 ат.

Висота нагнітання, або натиск, визначається технічними параметрами і потужністю агрегату.

Часто значення напору плутають з тиском, називаючи одне іншим. Ці величини еквівалентні, але в точності не рівні один одному. Тиск на виході насоса залежить тільки від його технічних характеристик, а напір - від сукупності зовнішніх умов: швидкості потоку і витрати рідини, її температури, висоти над рівнем моря та ін.

При розрахунку всі величини тисків системи в паскалях, барах, атмосферах і інших одиницях призводять до еквівалентним значенням напору в метрах.

Наведемо приклад, прийнявши геодезичний рівень розміщення насосної станції за нульовою:

• Витрата рідини, що забезпечується гідронасосом - 40 м³ / год. Це цілком достатнє значення споживання для потреб домашнього господарства.
• Рівень води в колодязі нижче нульового на 4 м.
• Верхня точка підйому води на 15 м вище за нього.
• Сумарні втрати у впускному і вихідному трубопроводах можна знайти в таблицях для конкретного типу труб, але зазвичай їх розраховують виходячи з того, що на кожних 10 м трубопроводу втрачається 1 м напору, тому приймемо їх рівними (15 м + 4 м) / 10 = 1 , 9 м.
• Кінцевий тиск у верхній точці приймемо рівним 1 бару ~ 9,87 м.

Сумарний натиск гидронасоса буде дорівнює:

4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.

Якщо водонасосна станція встановлюється не в розташованому поруч з колодязем кесоні, а в будинку, слід також врахувати втрати напору на довжині трубопроводу, що підводить.

Для кожного насоса існує експлуатаційна характеристика, що показує падіння напору в залежності від витрати і має приблизно такий вигляд:

Вибираючи конкретну модель насоса, слід погоджувати розрахункові величини параметрів з паспортними значеннями для обраного екземпляра агрегату в необхідної робочої точці.

Гідравлічну потужність насоса можна знайти за емпіричною формулою:

Р (Вт) = 2,725 x Витрата (м³ / год) x Напір (м).

Для нашого прикладу отримаємо: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.

Детальніше про розрахунок і підборі насоса для водопостачання заміського будинку дивіться в цьому відео:

Включення в систему водопостачання

Як говорилося вище, більше за інших зручні в установці і експлуатації готові насосні станції, технічні характеристики яких придатні для водозабезпечення невеликого будинку на сім'ю з 2 ~ 3 людина або дачі.

Підключення їх зводиться до декількох простих кроків:

• Вибір місця розміщення.
• Підготовка твердого грунту.
• Підведення необхідних трубопроводів.
• Усмоктувальну трубу, що опускається в колодязь, необхідно обладнати сітчастим фільтром і зворотним клапаном. Опустити її слід на глибину не вище 1 м від поверхні води.
• Підключення електричної мережі та захисного заземлення.

Увага! Всі водяні електро агрегати повинні мати захисне заземлення або занулення, без яких їх експлуатація неприпустима. Підключення їх до силового електрощита необхідно проводити через УЗО і автомат максимального струму.

Слабкі місця насосних станцій та основні поломки

Випускаються промисловістю насосні станції, або так звані зважених насоси, привертають:

• доступною ціною, меншою, ніж при окремому придбанні всіх комплектуючих;
• компактними розмірами;
• зручністю установки і обслуговування;
• готовністю до експлуатації відразу після придбання.

Однак в їх використанні є і недоліки:

• Обмежена 7 ~ 8-ма метрами висота всмоктування. Її можна збільшити на пару метрів, розташувавши агрегат в заглубленном кесоні поруч з колодязем.
• Необхідність обладнання спеціального утепленого звукоізольовані приміщення.
• Невелика ємність гідроакумулятора 20 ~ 50 л.
• Шум при роботі.

Несправності насосних станцій можуть бути викликані наступними причинами:

• Серйозні перебої електроенергії часто супроводжується гідроударів, здатним завдати непоправних пошкоджень.
• Забрудненість і низька якість води призводять до підвищеного зносу лопаток відцентрового гидронасоса і замулювання бака.
• Невідповідність умов експлуатації технічним параметрам.

Наприклад, одна з поширених поломок пов'язана з підвищеним водоспоживанням, коли частота включення / вимикання станції значно перевищує паспортну. Це призводить до розриву мембрани в баку-гидроаккумуляторе.

Станція при цьому не може створити необхідний тиск в системі і частота включень ще більше збільшується. Перевіряється натисканням ніпеля на зворотному боці бака: якщо звідти потекла вода - мембрана вимагає заміни.

Ще однією розповсюдженою несправністю є поломка або неправильне регулювання реле тиску, яка приводить до безперервній роботі станції без відключень.

Регулюється реле двома пружинками різного розміру. Великий встановлюють нижній поріг, а маленькій - різницю між верхнім і нижнім.

Жителі міських будинків або квартир нечасто замислюються про те, що, підходячи до крану на кухні або в ванній і просто відкриваючи його, вони включають в роботу відточену для її створення століттями наукових відкриттів, винаходів і інженерних рішень величезну і складну систему видобутку водних ресурсів, їх доставки та розподілу.

Ті ж, кому доводиться створювати для свого житла таку систему в мініатюрі, по-справжньому дорожать цінністю цього воістину незамінного джерела життя - води.