Какое давление создает насос для скважины
Содержание статьи
Как узнать давление погружного насоса
Планирование оборудования скважины на земельном участке современным насосным оборудованием в обязательном порядке требует учета соответствия оборудования условиям, в которых оно будет эксплуатироваться и минимальным техническим параметрам, которые смогут обеспечить усадьбу водой. Одним из параметров, которые необходимо учитывать при подборе оборудования выступает давление, которое создает скважинный насос, установленный в скважине.
Содержание
Что нужно знать о давлении насоса
Давление различных типов насосного оборудования
Практические моменты, связанные с давлением в работе водопровода
Высокое давление всегда ли это хорошо
Можно ли отрегулировать давление в системе
Что нужно знать о давлении насоса
Среди параметров, указываемых в техническом паспорте, скважинной погруженной насосной установки или просто насоса указывается и такой показатель, как давление, при этом в документации к разным моделям и у разных производителей он указывается в нескольких величинах — «бар» и «атмосферах». Для самой простой скважины, оборудуемой для сезонного полива грядок, показатель давления не является столь критичным, здесь больше внимания обычно уделяют такому показателю как «напор», ведь подбор насоса производится в зависимости от глубины скважины, а напор как раз характеризует способность насоса поднимать воду на определенную высоту. Для центробежных насосов в буквальном смысле это величина энергии, придаваемая движителем воде для преодоления силы сопротивления трубопровода. Напор в отличие от давления измеряется в метрах водяного столба, в то время как давление показывает величину, с которой вода давит на стенки трубы. Напор как расчетная величина используется для расчета свойств оборудования по подъему и транспортировки воды к месту сброса. Давление, создаваемое насосом в расчете системы автономного водоснабжения, показывает какое необходимо подобрать оборудование, чтобы обеспечить постоянный напор воды в системе.
Для погружных центробежных насосов напор, указывает на какую высоту от точки забора воды, до максимальной верхней точки может поднять насос и на какое расстояние от этой точки он может ее перекачивать.
Давление, показывает какое усилие, оказывает жидкость на стенки трубы, и измеряется в величинах, довольно близких по значению, но все-таки имеющих небольшое различие — барах и атмосферах. И хотя 1 бар это давление необходимое для подъема воды на 10 метров, разница в 0,0197 атмосферы между 1 баром и 1 атмосферой берется во внимание при расчете давления скважин большой глубины. Так для скважины глубиной 30 метров минимальное давление, создаваемое насосом должно быть 3 бара, или 3,0591 атмосфера. Давление нагнетания насоса важный показатель и для расчета других элементов системы индивидуального водоснабжения, таких как трубы, запорная арматура, органы управления и гидроаккумулятор.
Давление различных типов насосного оборудования
Современные системы насосного оборудования, предназначенные для глубинной установки в скважины, несмотря на новшества и постоянную работу над повышением качества и производительности, все-таки имеют общие для видов особенности, в том числе и выражающиеся в показателе создаваемого давления.
Во многом давление в системе водопровода зависит от типа насоса. Самое слабое давление выдают насосы вибрационного типа. Небольшая производительность и скромные показатели давления здесь являются следствием конструкции оборудования. Эластичная мембрана, при вибрации которой через тонкие края которой происходит засасывание воды в полость насоса, не способна создать высокое давление. К тому же резиновая мембрана, которая постоянно находящаяся в работе постепенно срабатывается, края теряют эластичность, и постепенно уменьшаются в размере, увеличивая пространство между корпусом насоса и кромкой резиновой мембраной.
Центробежные насосы в отличие от вибрационных моделей не имеют резиновых подвижных деталей и поэтому без труда работают, поднимая воду на высоту до 100 метров даже при относительно скромных показателях мощности электродвигателя. Использования такого оборудования дает возможность устанавливать его как на малых глубинах — до 20 метров, так и на средних до 50 метров, и на больших — до 100 метрах.
Таким образом, для вибрационных типов насосов характерно:
- Небольшое давление, образуемое насосом во время работы;
- Возможность использования в скважинах глубиной до 8 метров;
- Слабая производительность.
Для центробежных погруженных насосов:
- Высокая производительность при небольшом по мощности насосе;
- Большое давление, создаваемое при работе;
- Широкий диапазон глубин, на которых можно использовать установки.
Практические моменты, связанные с давлением в работе системы водопровода
Подбирая насосное оборудование для скважины, показатель давления учитывается в основном для расчета возможностей подъема воды на поверхность и транспортировки ее до точки слива. Однако, как показывает практика, давление существенно влияет и на другие элементы системы водопровода частного дома.
Первым, наиболее важным элементом в системе водопровода который должен подбираться по своим показателям для соответствия насосу является обратный клапан. Подбор клапана необходимо проводить в соответствии с максимальным показателем давления насоса. Несоответствие показателей рабочего давления клапана чаще всего приводит к выходу его из строя, и как следствие невозможностью использовать гидроаккумулятор для накопления воды в системе.
Давление насоса также влияет и на выбор труб для трубопроводов. Как и подающий трубопровод от горловины насоса до гидроаккумулятора, так и трубы внутренней разводки дома должны выдерживать максимальное давление, выдаваемое насосом. Включение и выключение насоса, проводимое реле давления также должно соответствовать максимальным показателям рабочего давления насоса.
В практике измерение давления работающей установки осуществляется при помощи манометра. При этом для более объективного и точного определения показателя рекомендуется ориентироваться не только по манометру реле управления, но и установить рабочий манометр непосредственно при выходе трубы со скважины. Показатели этих приборов помогут определить максимальное — пиковое давление насоса во время работы, и установить минимальное давление в системе водопровода, необходимое для включения оборудования для подачи воды в систему.
Высокое давление — всегда ли это хорошо
Для индивидуальных систем водоснабжения, с использованием скважины как источника водоснабжения, при проектировании и установке оборудования часто допускается непростительные ошибки, которые рано или поздно приводят к авариям и выходу из строя отдельных элементов. Самым распространенным случаем здесь выступает использование слишком мощных центробежных погружных насосов. Высокая мощность, большие обороты электродвигателя, высокое давление отлично оказывают себя при большой глубине скважине и большом запасе воды в водоносном слое. А вот при скромном дебите и небольшой глубине, излишнее давление грозит получением «сухого» хода мотора, скачками давления в системе и преждевременном выходе из строя мембраны гидроаккумулятора, особенно если он имеет небольшую емкость.
Высокое давление особенно пагубно сказывается на гидроаккумуляторе и запорной арматуре. При небольшом объеме бака, когда объем воды в ней небольшой и расходуется быстро, в течение 1-2 минут кратковременное включение насоса и быстрое наполнение емкости грозит замедленной реакцией реле управления и как следствие получение гидравлического удара.
Можно ли отрегулировать давление в системе
Приведение в норму давления воды в системе водопровода до нормативных показателей вполне реализуемо и, по сути, является одним из элементов настройки работы оборудования индивидуального водопровода. Скважинный насос с высоким, или наоборот низким давлением можно отрегулировать и получить необходимое для работы давление.
Для получения необходимого показателя давления в системе водопровода при высоком давлении работающего центробежного насоса применяются:
- Метод частотного регулирования работы насосного оборудования;
- Дросселирование;
- Установка байпаса.
Первый способ сегодня применяется наиболее часто, поскольку не требует установки оборудования в трубопровод, а ограничивается изменением электрической схемы за счет установки регулятора напряжения. Электронное устройство дает возможность уменьшить число оборотов двигателя и как следствие уменьшить подачу воды. Для отдельных моделей центробежных насосов может применяться механический способ уменьшения частоты вращения вала — при помощи редуктора, уменьшаются обороты и КПД электродвигателя. Такое решение чаще всего применяется для насосов промышленного назначения.
Уменьшение давления при помощи дросселя является не чем иным, как установкой элемента, позволяющего уменьшить сечение трубопровода. Установка дросселя в напорную линию водопровода дает возможность существенно снизить давление в системе, при этом КПД насосного оборудования довольно ощутимо снижается. Обычно дроссель устанавливается до места включения гидроаккумулятора, тем самым, делая всю систему системой низкого давления.
Байпас или обходная линия позволяет снизить давление путем увеличения сечения трубопровода на отдельном его участке. Обходная линия включается в отдельный участок, увеличивая, таким образом, внутреннее сечение и тем самым снижая давление в водопроводе после байпаса.
Контроль показателя давления воды в водопроводе во многом дает возможность оценивать общее состояние системы, в то же время этот показатель относительно насосного оборудования дает возможность контролировать состояние скважины и своевременно принимать решения по ее техническому обслуживанию и ремонту насосного оборудования.
Источник
Как правильно выбрать погружной насос для скважины
Занимаясь продажей бытовых насосов для скважин несколько лет, понял, что не только абсолютное большинство граждан неверно представляют как подобрать насос , но зачастую даже буровики и сами продавцы (!!).
В интернете достаточно много статей на эту тему, но есть масса нюансов, которые не рассмотрены должным образом.
В этой статье я не буду рассматривать проблему выбора в разрезе бренда насосов ( ооо , а это еще та тема!! ), пройдемся только по техническим характеристикам.
Итак, исходные данные — нам пробурили скважину и нужен насос. Далее два варианта — буровая компания предлагает установить свой насос (естественно самый лучший!! ) , или поскольку руки у нас не из ж@пы , мы это легко сделаем сами, а на сэкономленные деньги слетаем в Турцию.
Автор волюнтаристски вместо Турции вставил фото любимой ему северной Норвегии.
В первом и уж точно во втором случае неплохо бы разобраться, какие технические характеристики должны быть у насоса.
Внутренний диаметр скважины. Это самое простое. Его просто надо знать.. Или измерить…. По своему опыту скажу, что люди в 40% случаях, приехав покупать насос этого не знают. Внутренний диаметр скважины должен быть минимум на 1,5-2 сантиметра больше диаметра насоса. Этот зазор нужен для протока воды , охлаждающего насос. Кроме того колонна скважины где-то может быть слегка деформирована и при наличии меньшего зазора есть вероятность, что вы не сможете поднять/опустить насос.
Погружные бытовые насосы в основном бывают от 75 мм (3″) до 105мм (4″) в диаметре (приблизительно). Можно найти 2,5″ и даже 2″ , и больше 4″» — но для бытовых насосов это редкость, ассортимент их очень узок и цена как правило «конская».
«Глубина скважины».
Автор делает только первые шаги в освоении Photoshop.
«Глубина скважины» в кавычках, потому что для правильного расчета нам нужно знать расстояние от поверхности земли до точки динамического зеркала воды ( уровень воды при работающем непрерывно насосе не менее 20 минут ), а не до дна скважины. Эти расстояния могут в ряде случаев очень сильно отличаться, а это влияет на подбор насоса по характеристикам и соответственно на потраченные впустую деньги. Но если вам буровики не сказали точку динамического зеркала воды, а насоса, чтобы ее замерить у вас еще нет, тогда берем расстояние от поверхности земли до точки подвеса насоса. Если же и это вам не ведомо, то общие правила такие — расстояние от насоса до дна скважины не менее 1 метра, расстояние от насоса до динамического зеркала воды тоже не менее 1-1,5 метра ( которое мы впрочем не знаем) . Если у вас скважина на песке — насос вешаем в районе поступления воды в скважину (в районе фильтра) , если артезианская — ближе к динамическому зеркалу воды(намного выше фильтра). Уффф))
Итог такой , если вы ничего не знаете кроме глубины скважины, или лень было читать предыдущий абзац — берите за основу глубину скважины минус 2 метра. Это будет не совсем правильно, зато гарантированно с запасом.
Высота подъема воды над уровнем земли. Если у вас двух-пяти этажный маленький домик и нужна вода на последнем этаже, или бак для полива поднят на несколько метров для того, чтобы портить перспективу соседям, нужно и это учесть.
Футуристическая конструкция, созданная другом автора,
закрывающая соседям вид на мелкие Жигулевские горы.
Измеряем расстояние от поверхности земли до самой высокой точки водоразбора.
Далее, если скважина находится достаточно далеко от дома, тоже учитываем. Принцип такой — 10 метров водовода по горизонтали соответствует 1 метру по вертикали. Все как в реальной жизни — по времени одинаково- пройти 100 метров по ровной поверхности или забраться на 10 метров по крутому склону)). Возвращаясь к нашей теме — если скважина в 50 метрах от дома, то 50/10 = 5, прибавляем еще 5 метров к высоте подъема.
Максимальный расход воды. Как правило это эпическая тема со множеством неизвестных иксов и игреков. И обычно она решается не математически, а с помощью здравого смысла. Для начала неплохо бы посчитать количество точек водоразбора, которые могут одновременно изливать воду в «полный кран». К примеру возьмем более-менее стандартный дом с ванной и умывальником, краном на кухне и второй ванной комнатой с душем. В данном случае можно считать, что тут одновременно достаточно длительно могут быть включены 3 точки водоразбора ( в «полный кран» ). Если к примеру вы еще поливаете участок из скважины, когда два человека моются, а супруга на кухне любит медитировать над струей воды, добавляйте еще одну точку. А живя одиноко во дворце с 10-ю ванными комнатами и не желая приглашать надоедливых друзей и родственников, то можете ограничиться одной точкой.
Далее вопрос — а сколько это в литрах в час ? Здесь тоже не так просто, это зависит от диаметра подводной трубы к крану, типа смесителя , установленного давления итд. Я для расчетов беру в среднем водопотребление на одну точку в доме 500 литров в час. Это для обычного смесителя ,или душа. Для большой ванны желательно больше. Умножаем на количество одновременно открытых кранов, которых вы нарисовали в голове, получаем максимальный расход воды. 3 точки * 500 л/час = 1500 л/час.
И еще. Если вдруг произошло чудо и буровики не просто сказали вам дебит ( производительность ) скважины, а главное правильно его посчитали — то ваш максимальный расчет расхода воды не должен быть больше дебита .
Замечу, что это расчет для системы водоснабжения без большого резервного бака, где вода накапливается без давления, а по дому подается уже дополнительным насосом..
Необходимое давление. Для решения, какое давление вам необходимо, нужно определить, как вы будете использовать воду. Если вода нужна для заполнения емкости, бака итп, то достаточно будет от 0,5 бар, но это если вам не нужна автоматика управления насосом. То есть воткнули вилку насоса в розетку — вода пошла. Для установки автоматики( открыли кран-вода пошла) — давление от 1,5 бар. Если вы хотите поливать непосредственно водой из скважины и чтобы вода не просто красиво струилась и падала вертикально вниз, а разбрызгивалась на несколько метров, перелетая через забор к соседям — не менее 2 бар. Для дома на мой взгляд комфортное давление , как и привычное в квартирах — в районе 3 бар.
Для большей наглядности придумаю себе виртуальный дом и скважину. Внутренний диаметр скважины -117 мм, глубина 34 метра, насос сказали вешать без суда и следствия на глубину 30 метров. Дебит скважины 2800 литров/час. Скважина в 20 метрах от дома, чтобы копать длинную траншею для водовода.
Розовый дом мечты автора.
Дом двухэтажный розового цвета, самая высокая точка водоразбора от земли 6 метров (не как у Медведева). Максимум 3 одновременно открытых точек водоразбора .. А нет, стоп, хочу баню с душем..Значит пусть будет 4, гарантированно с запасом. А сад поливать не буду, когда всем одновременно приспичило помыться.
- Внутренний диаметр скважины -117 мм.
- Высота подъема воды 30 метров в скважине, 6 метров в доме и скважина от дома на расстоянии 20 метров — 30 + 6 + 20/10 = 38 метров. Еще добавляем 10% на потери в трубе водовода. Итого 38 + 38*10% = 42 метра.
- Максимальный расход воды 4*500 = 2000 литров /час.
- Давление отключение насоса хочу 3 бар.
Теперь смотрим на основные характеристики насосов :
- диаметр насоса;
- максимальный напор;
- максимальная производительность.
Хочу заметить — любой приличный бренд насосов имеет несколько различных линеек , отличающихся значительно конструктивно ( диаметр, производительность ), а внутри линеек так же несколько уже похожих насосов, отличающихся максимальным напором и потребляемой мощностью.
Для примера возьму насос марки Водолей, произведенный ООО «Промэлектро-Харьков». Итак насос Водолей БЦПЭ 05-50 У.
Любимый насос автора.А еще в комплекте есть веревочка)).
Его характеристики:
- диаметр 95 мм;
- максимальный напор — 75 м;
- максимальная производительность — 60 л/мин ( 3600 л/час).
Диаметр. Начинаем сравнивать с нашими расчетными данными. Диаметр скважины 117мм , насоса 95мм, 117-95=22 мм. Подходит.
Максимальный напор 75 м, нам же нужно поднять воду на высоту 42 метра. Максимальное давление, которое создаст рассматриваемый насос считается так — (75-42)/10 = 3,3 бар.
Напомню, нам же для розового домика требуется 3 бар. Запас совсем небольшой 0,3 бар. Я стараюсь подбирать насос так, чтобы запас был не менее 1 бар., так как на расчетные данные может наложиться суровая действительность. К примеру, пониженное напряжение в электросети, или изношенность в процессе эксплуатации крыльчаток ( винта ) насоса. А еще, хоть практически все производители и заявляют, что реальные характеристики насосов даже немного выше паспортных, может быть совсем наоборот. В России живем все-таки.
Тут два варианта — либо рассмотреть насос с большим максимальным напором — например Водолей БЦПЭ 05-63 У (напор 95 метров) , либо при настройке автоматики управления посмотреть реальное давление, создаваемое насосом и при необходимости снизить установочное давление к примеру до 2,5 бар.
Максимальная производительность Водолей БЦПЭ 05-50 У — 3600 л/ч. , но такие показатели насос будет давать, когда он вальяжно лежит в луже и льет воду из патрубка опять же в нее. Справедливости ради замечу — это относится ко всем насосам( даже к Grundfos), а не только к Водолею )). Чем выше необходимо поднять воду, тем меньше будет производительность. У всех погружных насосов есть график напорных характеристик, по которому мы и определим реальную производительность при подъеме воды на 42 метра.
График напорных характеристик насосов Водолей, вынутых из лужи.
Для этого находим на вертикальной шкале необходимую нам высоту подъема воду — 42 м и проводим горизонтальную линию до пересечения с кривой рассматриваемого насоса (красная линия). Из точки пересечения опускаем вертикальную линию и по горизонтальной шкале мы видим производительность насоса при подъеме воды на 42 метра — около 2200 л/час.
Максимальное давление в системе мы выбрали 3 бар — это соответствует подъему воды на 42+3*10 = 72 метра. Аналогично находим производительность насоса для этой высоты ( зеленая линия ) — получаем 700 л/час.
Итог такой — производительность насоса будет варьироваться от 2200 до 700 л/час , в зависимости от текущего давления в системе. А при длительном максимальном потреблении в 2000 л/час давление на втором этаже дома будет всего около 0,8 бар ( на первом около 1,5 бар) . Решение о пригодности данного насоса оставляю за тем, кто будет мыться в душе на втором этаже )).
На фото левая нога автора (тьфу.. рука), которой он набирал текст этой статьи.
Дебит скважины 2800 л/час, а производительность насоса в данном случае не более 2200 л/час. Это означает , что приток воды в скважину больше, чем выкачивает насос и не случится такого, что подача воды в уютный розовый дом остановится. Кроме того, погружные насосы очень не любят работать без воды, поэтому их от такого режима работы надо защищать. А встроенная защита от «сухого хода» как правило только на насосах премиум-класса.
Удивительно. С первой попытки подобрали подходящий насос. Красота))).
На какие еще характеристики насоса надо обратить внимание ? А вот :
- потребляемая мощность (сила тока);
- напряжение сети;
- наличие/отсутствие обратного клапана;
- диаметр подсоединения;
- длина кабеля насоса;
- максимальную глубину погружения насоса;
- защита насоса;
- приятные фишечки — типа «плавный пуск» , крыльчатка из нержавейки итд.
Потребляемая мощность (сила тока) — необходима для определения защитного автомата, сечения электрического кабеля, а так же выбора автоматики управления насосом. Замечу, что в паспортных данных насоса указывается, как правило, сила тока в рабочем режиме, а пусковой ток может быть больше в 3-7 раз. При выборе автоматики управления это надо учитывать.
Напряжение сети. Думаю не надо расшифровывать. Просто обращайте внимание на соответствие напряжение насоса с напряжением вашей сети. В моей практике были несколько случаев , когда люди покупали насос ( не у нас ) на 380 V , когда у них 220 V. Обращались потом ко мне для адаптации их к нужному напряжению.
Наличие/отсутствие обратного клапана. Обратный клапан предотвращает вытекание воды из системы водоснабжения обратно через насос (когда он не работает) , а так же облегчает запуск насоса (что значительно продлевает его ресурс). Многие модели насосов уже имеют встроенный обратный клапан. Однако, как сказал заслуженный буровик Ульяновска и гуру в вопросах скважин Алексей Т. — «ставить правильный внешний обратный клапан нужно всегда, независимо от наличия его в насосе» — и выдержав театральную паузу, тихо добавил -«кроме насосов Grundfos».
«Правильный» обратный клапан с металлическим седлом и нержавеющей пружиной.
Итак ставим клапан, причем как можно ближе к насосу. Спорить с сенсеем себе дороже. Самый-самый идеальный вариант — вкрутить его непосредственно в насос, хотя производители в технической документации почему-то (!!!), как правило, рекомендуют расстояние от 1 до 5-6 метров. Не верьте производителям.
Диаметр подсоединения. Это диаметр внутренней резьбы патрубка для выхода воды из насоса. На бытовых насосах как правило диаметр подсоединения 3/4 , 1 или 1.1/4 дюйма. При предъявлении повышенных требований к производительности насоса, заужать внутренний диаметр патрубка водоводной трубой, фитингами, обратным клапаном итд нельзя.
Длина кабеля. Обращайте внимание на этот параметр, так как одна и та же модель насоса в магазинах может иметь разную длину кабеля, что существенно влияет на его стоимость. Обычно длина кабеля соответствует либо оптимальному погружению насоса в скважину, либо это хвостик ослика Иа-Иа — 1,5 метра.
Максимальная глубина погружения насоса (от зеркала воды). Это, как сказала Шарлотта в «Лолите» — УОТЕРПРУФ. Пояснять не буду, читайте фантастического Набокова, страница 257 ))).
Автор перечитывал три раза эту книгу.
Защита насоса. Для погружного насоса страшен не сам «сухой ход» , а его последствия — перегрев. В результате — плавятся крыльчатки, выходят из строя сальники, нарушается защита обмотки электродвигателя, появляются горы грязной посуды, рушатся семьи итд. Как правило, на многих даже бюджетных насосах стоит тепловая защита электродвигателя. К примеру, на любимом мне насосе Водолей стоит встроенная защита от перегрева классной немецкой фирмы Thermik. Однако это фактически защита именно электродвигателя. На насосах премиум — класса обычно есть дополнительные защиты — «сухого хода», колебаний напряжения, перегрузки итд. Если ваш насос не имеет защиты «СХ», это несложно поправить установкой простого реле сухого хода.
Реле сухого хода с эротичной красной кнопкой.
Он отключит насос при падении давления в системе водоснабжения ниже 0,3 бар. Лично меня такое реле спасло от потопа в результате отсоединения муфты на трубе ПНД.
Если ваша электрическая сеть подвержена частым колебаниям напряжения и в насосе соответствующий защиты нет, используйте стабилизатор напряжения.
Как вариант — вместо двух вышеперечисленных девайсов можно использовать один, чисто российской разработки. Называется — «и так сойдет»)).
Плавный пуск, крыльчатка из нержавейки. Хорошие опции , если они присутствуют. Плавный пуск снижает нагрузку на механическую часть, уменьшает пусковой ток и соответственно продлевает ресурс всего насоса. Крыльчатка из нержавейки более стойкая к истиранию, особенно актуально если у вас в скважине есть песок. Естественно это существенно отражается на стоимости насоса.
Ну собственно и все. Теперь можно приступать непосредственно к выбору насоса по интернету, или если вы это действительно все запомнили — ехать в магазин и с полным правом издеваться над продавцом-консультантом.
Источник