- Подбор насоса для водоснабжения частного дома и гидротехнический расчет с примерами
- Общая информация
- Конструкционные различия
- Виды по типу размещения
- Какой лучше выбрать?
- Пример расчета
- Включение в систему водоснабжения
- Слабые места насосных станций и основные поломки
- Водяной насос для частного дома: для домашнего водопровода- Как правильно выбрать? Инструкция +Видео
- Разновидности насосов
- Погружные насосы
- Конструкция и механизм действия
- Насосы центробежного типа
- Винтовой насос
- Штанговый насос
- Поверхностные насосы
- Автоматические станции
- Как выбрать
Подбор насоса для водоснабжения частного дома и гидротехнический расчет с примерами
Организовать включение в систему централизованного водоснабжения частного дома, дачи или коттеджа удается нечасто. Обычно их владельцам приходится решать вопрос об автономной системе водообеспечения своего жилища.
Но, даже если есть возможность подключения к проходящему рядом с домом городскому или поселковому водопроводу, иметь при этом на участке независимый источник воды — не самая плохая идея как с точки зрения экономической, например, используя его для полива, так и в качестве гарантии от внезапных отключений центральной системы.
Общая информация
Система автономного водоснабжения частного дома состоит из нескольких компонентов:
- Водный источник:
- Колодец— искусственная выработка‑шахта, выкопанная для сбора подземных грунтовых вод в поверхностном водоносном слое до глубины 10
15 м и укрепленная от осыпания.
- Безнапорные: «на песок» — до 50 м, «на известняк» — до 150 м.
- Артезианские — свыше 150 м.
- Абиссинские и др.
При проектировании автономной системы первым встает вопрос о подборе насоса для водоснабжения частного дома, как одной из самых ответственных и, если уж говорить о качестве работы и долговечности, наиболее дорогостоящей части гидротехнического оснащения. И выбор его обусловлен, прежде всего, типом источника воды на участке, а затем — выбранной схемой водоснабжения.
Конструкционные различия
Гидронасосы бывают следующих конструктивных типов:
- Поршневые. Теперь уже практически не применяются для небольших насосных станций ввиду громоздкости, малого кпд, невысокого жизненного ресурса.
- Центробежные. Одни из самых популярных и востребованных благодаря простоте конструкции, экономичности и высокой надежности.
- Турбинные. Подобны центробежным, но не с боковым, а осевым расположением лопаток. Более мощные и производительные. Используются в основном на промышленных гидротехнических сооружениях.
- Роторные или так называемые винтовые насосы. Отличаются малыми габаритами по диаметру, потому наиболее пригодны для подъема воды из скважин.
- Вибрационные или мембранные. Дешевые, но малопроизводительные. Известны давно выпускающиеся для дачников модели «Ручеек», «Малыш».
Виды по типу размещения
По способу размещения водоснабжающие гидронасосы подразделяются на два класса:
- Поверхностного типа. Располагаясь в стороне от источника воды, обеспечивают ее всасывание по опущенной в колодец или скважину трубе.
- Погружные. Полностью опускаются в воду на некоторую глубину.
Иногда в отдельный класс выделяют насосные станции, которые по сути являются компактным самодостаточным водонапорным комплексом, состоящим из поверхностного насоса, накопительного мембранного бака‑гидроаккумулятора, реле давления воды и схемы управления.
Какой лучше выбрать?
Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:
| Поверхностные насосы | Погружные |
|---|---|
| Устанавливаются стационарно. Проще в обслуживании. | Для ремонтно‑профилактических работ требуют подъема из скважины или колодца на поверхность. |
| Нуждаются в двух трубопроводах: всасывающем и нагнетания. | Работают только на нагнетание. |
| Максимальная высота всасывания — 10 м. Реальная, с учетом потерь в трубопроводе и запаса на понижение уровня воды в колодце — не более 7 8 м. | Подъем с глубины ниже 10 м. |
| Нуждаются в заполнении жидкостью перед первым пуском или после ремонтных работ. | Готовы к работе сразу после погружения. |
| Существует опасность перегрева мотора при длительной работе. | Погруженный в воду насос охлаждается как наружной водой извне, так и прокачиваемой изнутри. |
| Необходимость консервации на зиму для летнего варианта водопровода. | На зиму достаточно слить воду из системы. |
| Работа сопровождается шумом. | Бесшумны. |
Таким образом, для подъема воды из колодца проще использовать поверхностный насос или насосную станцию, а из скважины — погружной роторный либо центробежный.
Пример расчета
Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:
- Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
- Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
- Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
- Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
- Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
- Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.
Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.
Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару
Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.
Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.
При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.
Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:
- Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
- Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
- Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
- Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
- Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару
9,87 м.
Суммарный напор гидронасоса будет равен:
4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.
Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.
Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:
Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.
Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле:
Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).
Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.
Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:
Включение в систему водоснабжения
Как говорилось выше, более других удобны в установке и эксплуатации готовые насосные станции, технические характеристики которых пригодны для водообеспечения небольшого дома на семью из 2
3 человек или дачи.
Подключение их сводится к нескольким простым шагам:
- Выбор места размещения.
- Подготовка надежного основания.
- Подведение необходимых трубопроводов.
- Всасывающую трубу, опускаемую в колодец, необходимо оборудовать сетчатым фильтром и обратным клапаном. Опустить ее следует на глубину не выше 1 м от поверхности воды.
- Подключение электрической сети и защитного заземления.
Внимание! Все водяные электронасосные агрегаты должны иметь защитное заземление или зануление, без которых их эксплуатация недопустима. Подключение их к силовому электрощиту необходимо производить через УЗО и автомат максимального тока.
Слабые места насосных станций и основные поломки
Выпускающиеся промышленностью насосные станции, или так называемые самовсасывающие насосы, привлекают:
- доступной ценой, меньшей, чем при отдельном приобретении всех комплектующих;
- компактными размерами;
- удобством установки и обслуживания;
- готовностью к эксплуатации сразу после приобретения.
Однако в их использовании имеются и недостатки:
8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.
Неисправности насосных станций могут быть вызваны следующими причинами:
- Внезапное отключение электроэнергии часто сопровождается гидроударом, способным нанести непоправимые повреждения.
- Загрязненность и низкое качество воды приводят к повышенному износу лопаток центробежного гидронасоса и заиливанию бака.
- Несоответствие условий эксплуатации техническим параметрам.
Например, одна из распространенных поломок связана с завышенным водопотреблением, когда частота включения/выключения станции значительно превышает паспортную. Это приводит к разрыву мембраны в баке‑гидроаккумуляторе.
Станция при этом не может создать требуемое давление в системе и частота включений еще больше увеличивается. Проверяется нажатием ниппеля на обратной стороне бака: если оттуда потекла вода — мембрана требует замены.
Еще одной распространенной неисправностью является поломка или неправильная регулировка реле давления, которая приводит к непрерывной работе станции без отключений.
Регулируется реле двумя пружинками разного размера. Большой устанавливают нижний порог, а маленькой — разницу между верхним и нижним.
Жители городских домов или квартир нечасто задумываются о том, что, подходя к крану на кухне либо в ванной и просто открывая его, они включают в работу отточенную для ее создания столетиями научных открытий, изобретений и инженерных решений огромную и сложную систему добычи водных ресурсов, их доставки и распределения.
Те же, кому приходится создавать для своего жилища такую систему в миниатюре, по‑настоящему дорожат ценностью этого поистине незаменимого источника жизни — воды.
Водяной насос для частного дома: для домашнего водопровода- Как правильно выбрать? Инструкция +Видео
Далеко не каждый частный дом подключен к системе центрального водоснабжения. Владельцам приходится самостоятельно обустраивать водопроводную систему.
Для непрерывной подачи воды применяют водяной насос для частного дома.
Разновидности насосов
Насосы делятся на три вида:
- Погружные
- Поверхностные
- Автоматические станции
Погружные насосы
Насосы этого типа погружаются непосредственно в перекачиваемую жидкость. Все изделия имеют цилиндрическую форму. Насос данной категории может поставлять воду с глубины до 150 метров.
Конструкция и механизм действия
- Центробежный
- Шнековый
- Винтовой
- Штанговый
Насосы центробежного типа
Являются самыми востребованными. Действие устройства основывается на перемещение лопаток рабочего колеса во внутренней камере вместе с подаваемой водой, на которые действует центробежная сила. Она и доставляет воду в систему. В центральной камере образуется разряжение воздуха, что создает всасываемость через входной патрубок.
Наибольшим КПД обладают центробежные насосы – многоступенчатые.
Плюсы
- Хороший напор
- Высокий КПД
- Универсальность
Шнековые насосы
Насосы относятся к классу специализированных – перекачивает жидкости, содержащие большое количество разного рода примесей.
Основной элемент – шнек, отвечает за подачу воды в магистраль. Перемещение воды происходит за счет силы трения, лопасти двигаются по своей оси и с каждым поворотом поднимают жидкость.
В случае установки шнекового насоса для системы водоснабжения, диаметр корпуса должен быть на 1 см меньше сечения обсадной трубы. В противном случае, агрегат будет постоянно засоряться.
Плюсы
- Равномерная подача
- Самовсасывание
- Хорошее давление
Минусы
- Нет регулировки рабочего объема
- Холостой ход недопустим
Винтовой насос
Процесс перекачки жидкости происходит, благодаря вращению рабочего колеса с большим количеством лопастей.
Насос винтового типа способен создать хороший напор на подачу, даже при малом количестве воды в резервуаре.
Существует три подвида
Однавинтовой –горизонтальная система. Состоит из резиновой обоймы с однозаходным винтом и двухзаходную винтовую поверхность из металла. В процессе работы образуются полости, в них всасывается вода, винт двигается по оси и происходит подача воды.- Двухвинтовоой – обладает автоматической заливкой. Баланс у такого насоса продольный. Все системы функционируют без контакта
- Трехвинтовой насос включает в себя горизонтальный и вертикальный трехвинтовой виды. Двигатель монтирован на платформе, оснащен соединением при помощи муфт.
Однавинтовой –горизонтальная система. Состоит из резиновой обоймы с однозаходным винтом и двухзаходную винтовую поверхность из металла. В процессе работы образуются полости, в них всасывается вода, винт двигается по оси и происходит подача воды.Глубинный винтовой водяной насос подойдет в тех случаях, когда вода в колодце или скважине содержит минимальное количество нерастворимых примесей.
- Равномерная подача
- Самовсасывание
- Низкий шум
- Минимальный износ
Самым востребованным на рынке является трехвинтовой насос.
Штанговый насос
Штанговый агрегат поставляет воду по принципу возвратно – поступательного движения плунжера в неподвижном цилиндре. Плунжер приводят в рабочее состояние штанги и качалка.
Штанговые насосы в своем большинстве применяют в промышленности, чтобы доставить жидкость с большой глубины. В частных домах устанавливается очень редко.
Плюсы
- Поднимает жидкость с большой глубины
- Хорошее давление
Поднимает жидкость с большой глубиныПогружные насосы обладают хорошими характеристиками, высоким КПД, отсутствует проблема с охлаждением, морозоустойчивы.
Недостатки погружных насосов
- Ремонт требует демонтажа
- Подвержены коррозии
- Могут утонуть из-за обрыва троса.
Поверхностные насосы
Поверхностные насосы устанавливаются у оголовка или в цоколе. Труба погружается в источник, она обязательно заполняется водой, иначе агрегат работать не станет, при включении насоса происходит подача воды.
Все насосы имеют одну конструкцию
- Силовой блок – основа электродвигатель
- Нагнетательный блок. Создает разряжение воздуха и напор
- Блок управления силовым и нагнетательным узлами.
Силовой блок – основа электродвигательАгрегаты бывают трех типов
- Вихревой
- Центробежный
- С внешним эжетором.
Вихревые типы – недорогие, малогабаритные изделия с довольно низким КПД, несмотря на это, насос организует хороший поток с давлением. Жидкость поступает в магистраль при помощи рабочего колеса с множеством лопаток.
Центробежные насосы не подойдут для водной магистрали частного дома. Хотя и обладают хорошим КПД. Они хороши для полива и для дачи, где нет большого потребления жидкости.
Поверхностные насосы в своем большинстве обладают малой мощностью, по этой причине их иногда оборудуют эжекторами.
Автоматические станции
Автономная станция перекачивает воду из любого доступного источника, насос гарантирует постоянное давление в водопроводной системе и транспортировку воды ко всей домашней сантехнике.
Как работает автономная водяная станция?
Помповая станция для частного дома состоит из
- Насоса
- Мембранного бака
- Автоматики и группы контроля
НасосаБесперебойная работы станции, зависит от постоянной подачи электроэнергии. Сам агрегат полностью автоматический и исключает стороннее вмешательство.
Станции с мембранным баком имеют цилиндрическую форму, он разделен на две части мембраной. Одна часть наполняется газом на заводе, в ней создается давление.
Когда автоматический насос включается, вода попадает в первую часть мембранного бака. По мере заполнения, мембрана растягивается, газ во второй емкости сжимается. Так образуется давление. Контроль за показателями давления осуществляется с помощью датчиков. Если давление достигает 2-4 атмосфер, система сигнализируют об отключении агрегата.
Когда водой не пользуются, давление в трубах стабильно и автономная система не работает. Если открыли кран, в него подается вода из первой части бака, по мере того, как в гидроаккумуляторе снижается уровень воды, а соответственно и давление (фиксируется низкий уровень давления), насос включается и заполняет мембранный бак и выравнивает давление.
Когда пользование жидкостью завершено, насос продолжает качать непродолжительное время, после происходит отключение.
Насосы для автономной системы имеют два вида конструкции
- Вихревые. Создают минимальный шум, но доставить жидкость расположенную на глубине не способны.
Вихревые. Создают минимальный шум, но доставить жидкость расположенную на глубине не способны.Монтаж рекомендуется строго в помещении, высокая чувствительность к перепаду температуры. При переохлаждении возможен окончательный выход из рабочего состояния.
- Центробежные. Шумные, но способны поднять жидкость находящуюся на большой глубине. Не устойчив к температурным изменениям. Установка в отдельном помещении.
Почти все автономные станции поступают в готовом виде (собранном) и оборудованы поверхностным видом насоса. Насос, мембранный бак и группу контроля монтируют к одной раме. Насос имеет трубопровод, что опускается в любой источник.
Плюсы
- Возможность эксплуатации в узких скважинах (32мм)
- Поднятие жидкости с 7-10 метров
Скважины обладающие большой глубиной требуют установки погружных насосов.
Как вариант допустима установка эжектора. Опустив его в источник с двумя подключенными шлангами. Само устройство останется на поверхности. Такой нюанс позволит доставить жидкость с 40-45 метровой глубины.
Внимание. Автономная система очень чувствительна к наличию воздуха в шлангах, ее запуск ответственная процедура.
Как выбрать
Все насосные станции обладают определенными параметрами. Именно на них стоит обратить внимание.
- Мощность
- КПД
- Объем мембранного бака
- Высота подъема воды
Чтобы узнать точные характеристики агрегата, стоит воспользоваться таблицей, что прилагается к паспорту устройства.
Также стоит заострить внимание на доп-функциях. Работа в холостом режиме и защита от перегрева. Они не будут лишними.
