Как выбрать насос для скважины: рекомендации и расчёты по выбору насосного оборудования

Что такое погружной колодезный насос, его достоинства и область применения

В отличие от скважин, колодцы имеют невысокую глубину залегания до 15 метров, если при их устройстве используют бетонные кольца, а также глубиной до 25 метров и более в конструкциях пластиковых колодцев со стенками из высокопрочных гофрированных полиэтиленовых труб (Корсис).

Для водозабора из колодцев при расстоянии водного зеркала от поверхности менее 9 метров широко применяют поверхностные водопроводные насосы или насосные станции центробежного принципа действия с автоматикой, отличающиеся бюджетной стоимостью и простотой эксплуатации. Если статический уровень источника водоснабжения больше 9 метров, или он опускается при водозаборе на большую глубину (динамический уровень), приходится использовать в колодце погружной электронасос.

Основной параметр погружных видов – высокие напорные характеристики, позволяющие подавать воду на большие расстояния при удаленном расположении источника от дома.

Специально предназначенные для водозабора из колодцев центробежные электронасосы оснащены поплавковыми выключателями, предотвращающими их работу при понижении водного уровня в источнике до определенных границ.

Рис.2 Схема домашнего водоснабжения с водозабором из колодца электронасосом Джилекс

Погружной колодезный насос для систем индивидуального водоснабжения при бытовом использовании может выполнять следующие функции:

• Производить водозабор для снабжения частного дома с глубин более 9 метров, обеспечивая объем подачи в широких пределах.
• Подавать воду на поверхность для полива, с его помощью можно наполнять бочки, цистерны и различные емкости водой, которой после прогрева на воздухе поливают огород. Если на участке организован капельный полив, с помощью погружного электронасоса можно наполнять цистерну большого объема и отключать его поплавковым выключателем, установленным на стенках емкости, при заполнении.
• Погружной колодезной помпой можно наполнять бассейны, искусственные водоемы, пруды или откачивать из них воду.
• В критических ситуациях при затоплении во время весеннего паводка подземных подвалов, гаражей, погребов и других помещений, электронасосом можно откачать воду, если она не сильно загрязнена, или установить на его всасывающий патрубок самодельный фильтр, препятствующий попаданию частиц грязи в рабочий механизм.
• Погружным электронасосом можно сразу залить теплоноситель в систему отопления непосредственно из колодца или бочки, с необходимым для ее работы давлением около 1,5 бара, или наполнить с его помощью расширительный бак, расположенный на чердаке дома.
• Некоторые виды погружных насосов (вибрационные, винтовые) эффективно используют для борьбы с заиливанием источников водоснабжения – для этого агрегат отпускают в колодец на небольшое расстояние от дна и с его помощью выкачивают замутненную жидкость.

Колодцы собирают воду из неглубоких водяных пластов (верховодка), и рассчитаны на применение механических средств подачи с помощью ворота и ведра. Если на участке планируют производить водозабор воды для постоянного снабжения жилого дома с помощью электронасоса, намного проще и дешевле пробурить неглубокую абиссинскую скважину (многие производят бурение своими руками) и использовать ее в качестве водного источника. Использование колодца оправдано лишь в том случае, если на участке полностью отсутствует или часто пропадает электроэнергия.

Рис. 3 Колодезный электронасос для водоснабжения дома в источнике

Основные параметры скважины

При подборе помимо технических характеристик насоса необходимо знать и особенности скважины. К основным параметрам скважины для домашнего водоснабжения относят:

	Диаметр скважины влияет на количество воды имеющейся в запасе столба воды. При этом, насос рекомендуется подбирать таким образом, чтобы его диаметр был на 20 — 30 мм меньше диаметра обсадной трубы. Также, стоит учитывать, что стоимость насоса в некоторых случаях зависит от диаметра скважины. Так, если дебет маленький, а расход воды большой, то возникает ситуация, когда столб воды начинает медленно уходить вниз. И в таком случае без более мощного и, соответственно, дорогого насоса не обойтись.
Статический уровень (зеркало воды) — это расстояние от начала водяного столба в скважине, находящегося в спокойном состоянии, до поверхности земли.
Динамический уровень — это положение поверхности водяного столба при откачке воды. Он равен значению статического уровня за минусом уровня понижения.
Дебет скважины — это разность между статической и динамической линиями воды за расчетный период. Иными словами — количество поступления воды в час. Обычно бытовая скважина производит 1,5 — 2,0 м³ воды в час.
Глубина скважины зависит от многих факторов: от уровня, на котором находятся водоносные горизонты; от рельефа участка; от назначения водозабора.
Глубина погружения скважинного насоса должна составлять не менее 0,8 — 1 м от дна скважины, но не более значений, указанных в паспорте насоса.

Виды глубинных насосов по диаметру

Чаще всего для установки насосного оборудования, предназначенного для автономного водоснабжения, предлагается 3-х и 4-х дюймовая продукция, которая имеет 76 мм и 101 мм диаметр соответственно. Четырехдюймовые насосы являются более распространенными и имеют большое количество различных моделей, тогда как трехмиллиметровые относятся к менее популярным. По комплектации, надежности и техническим параметрам, тонкое насосное оборудование ничем не уступает аналогам, имеющим диаметр более 100 мм. Однако, они в несколько раз легче, и на 30% длиннее.

При выборе скважинных насосов необходимо руководствовать не только диаметром, но и другими важными техническими характеристиками, способными удовлетворить потребности объекта:

• производительность;
• глубина погружения;
• напор;
• устойчивость к загрязнениям;
• максимальное давление;
• принцип работы;
• систему всасывание и т.д.

Выбор насоса должен осуществлять при сочетании всех этих факторов, что поможет подобрать наиболее подходящую модель для конкретного объекта.

Компания CNP занимается производством промышленных насосов высочайшего качества, которые не предназначены для установки в частных домах. Наше оборудование применяется на промышленных объектах и в других специализированных постройках. Насосы отличаются повышенной надежностью и производительностью, что позволяет удовлетворить потребности любых отдельно стоящих объектов.

Расстояние от дома до скважины

На первый взгляд может показаться, что этот параметр является не таким уж и важным. Естественно, выяснить этот показатель из паспорта на скважину не удастся. Однако вам не обойтись без него, чтобы подобрать подходящую модель насоса. Опираясь на этот показатель, вы узнаете, с какой дополнительной нагрузкой придется справляться скважинному насосу Grundfos для подъема воды, скажем, в гидроаккумулятор, размещенный в доме.

Имейте в виду, что на каждые 10 метров по горизонтали будет приходиться 1 метр по вертикали, иными словами, это будет соответствовать 0,1 атмосферы, которые будут создаваться в размещенной в траншее трубе.

Давление в гидроаккумуляторе гидробака. Учитывая назначение скважинного насоса, чаще всего добываемая вода поступает именно в гидробак, а оттуда она идет в систему уже под давлением. Но перед этим насосу придется справиться с сопротивлением, которое поддерживается в системе гидробака
Поэтому, чтобы подобрать эффективно работающий скважинный насос, вам необходимо принять во внимание и этот момент. Скажем, в гидробаке емкостью до 300 литров поддерживаемое давление обычно находится на уровне 3,5 атмосферы
Что касается моделей, объем которых превышает 300 литров, то в них создается давление на уровне 5 атмосфер.

Необходимый расчетный расход воды. Для определения этого показателя необходимо исходить из числа постоянно проживающих в доме людей, включая и тех, кто на время приедет и будет пользоваться системой водоснабжения. Другим параметром, на который необходимо обратить внимание, является число точек водоразбора. В среднем же, если рассматривать в качестве примера стандартный дачный дом, в нём на одного человека в час должно приходиться порядка 120-180 литров. Для расчета же необходимого показателя для скважинного насоса следует это значение перемножить на количество проживающих людей в доме

Важно помнить и о том, что здесь подразумевается среднее значение, а потому необходимо предусмотреть запас при подборе насосной установки. Может случиться так, что при использовании одновременно всех точек водоразбора норма расхода воды может превысить расходный показатель в 120-180 литров

Иными словами, чтобы подобные колебания не оставили какую-либо точку потребления без воды, желательно, чтобы на каждого проживающего приходилось около 300-400 литров в час.

Определение напора

Когда будет рассчитана максимальная норма расхода с учетом характеристик скважины, потребуется определить необходимый максимальный напор. Упростить решение этой задачи можно, если воспользоваться следующей формулой:

Н = Ptapx10,2 + Hgeo + SHf ,

где Ptap – давление, которое должно поддерживаться в системе. Чаще всего оно соответствует показателю в 2-3 бара. Именно такой уровень поддерживается в обычный городской сети;

Hgeo — геодезический напор. Этот параметр рассчитывается как расстояние между динамическим уровнем и максимальной точкой водоразбора, в качестве единицы измерения используются метры водного столба;

SHf — общее число потерь напора по длине, возникающих в результате движения воды по трубопроводу, потерь, возникающих на конкретных участках системы – поворотах, тройниках, задвижках и пр.

Следует учесть, что за местные потери берется показатель в 15-20% от потерь по длине

Важным параметром, который должен быть принят во внимание, является наличие в системе фильтра. Он также может приводить к потере напора, и его можно рассматривать как источник местных потерь

При этом их величина может быть довольно большой. Разница по их количеству может быть связана с типом и размерами фильтра. Чтобы получить более точные сведения об этом показателе, следует заглянуть в паспорт на установленный фильтр.

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:

• Ограниченная 7~8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.
• Необходимость оборудования специального утепленного звукоизолированного помещения.
• Небольшая емкость гидроаккумулятора 20~50 л.
• Шум при работе.

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.

частота включения/выключения станции значительно превышает паспортную

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.

Параметры подбора

Насосы для скважин легко отличить даже по внешнему виду. Они представляют собой вытянутый в длину цилиндр из нержавейки или пластика. Естественно, модели из нержавеющей стали дороже — сталь должна быть высокого качества (обычно это пищевая AISI304). Насосы в пластиковом корпусе намного дешевле. Хоть их делают из особого ударопрочного пластика, с ними обращаться надо аккуратно — ударные нагрузки он все-таки не очень хорошо переносит. Все остальные параметры придется подбирать.

Краткие технические характеристики насоса для скважины

Расход воды и производительность насоса

Чтобы вода в доме или на даче была с достаточным напором, необходимо оборудование, которое может доставить требуемый объем жидкости. Этот параметр называется производительностью насоса, измеряется в литрах или миллилитрах (граммах) в единицу времени:

• мл/с — миллилитры в секунду;
• л/мин — литры в минуту;
• л/ч или куб/ч (м³/ч) — литры или кубометры в час (один кубометр равен 1000 литров).

Скважинные насосы могут поднимать от 20 литров/мин до 200 литров/мин. Чем более производительный агрегат, тем больше потребляемая мощность и выше цена. Потому этот параметр выбираем с разумным запасом.

Один из ключевых параметров подбора скважинного насоса — производительность

Считается необходимое количество воды двумя методами. Первый учитывает количество проживающих людей и общий расход. Если живут в доме четыре человека, то расход воды в сутки будет по нормам 800 литров (по 200 л/чел). Если из скважины будет не только водоснабжение, но и полив, то необходимо добавить еще некоторое количество влаги. Общую сумму делим на 12 (не на 24 часа, потому что ночью водопроводом пользуемся по минимуму). Получаем сколько будем в среднем расходовать в час. Разделив его на 60, получаем требуемую производительность насоса.

Например, на семью из четырех человек и полив небольшого огорода уходит 1500 литров в сутки. Делим на 12, получаем 125 литров/час. В минуту это будет 2,08 л/мин. Если у вас часто бывают гости, воды может потребоваться немного больше, так что расход можем увеличить примерно на 20%. Тогда нужно будет искать насос с производительностью около 2,2-2,3 литра в минуту.

Высота подъема (напор)

Подбирая насос для скважины, вы неминуемо будете изучать технические характеристики. Там есть такие параметры как высота подъема и глубина погружения. Высота подъема — называется еще напор — расчетная величина. Она учитывает глубину, с которой насос будет качать воду, высоту, на которую ее надо поднять в доме, протяженность горизонтального участка и сопротивление труб. Рассчитывается по формуле:

Формула расчета напора насоса

Пример расчета требуемого напора. Пусть надо будет поднимать воду с глубины (место установки насоса) 35 метров. Горизонтальный участок составляет 25 метров, что приравнивается к 2,5 метрам подъема. Дом двухэтажный, наивысшая точка — душ на втором этаже на высоте 4,5 м. Теперь считаем: 35 м + 2,5 м + 4,5 м = 42 м. Эту цифру умножаем на поправочный коэффициент: 42 * 1,1 5 = 48,3 м. То есть, минимальный напор или высота подъема — 50 метров.

Если в системе водоснабжения дома присутствует гидроаккумулятор, в расчет берется не расстояние до высшей точки, а его сопротивление. Оно зависит от давления в емкости. Одна атмосфера приравнивается 10 метрам напора. То есть, если в ГА давление 2 атм, при расчете вместо высоты дома подставляете 20 м.

Глубина погружения

Еще один важный параметр в технических характеристиках — глубина погружения. Это величина, с которой насос может выкачать воду. Она изменяется от 8-10 м для совсем маломощных моделей до 200 м и больше. То есть выбирая насос для скважины, вам надо смотреть сразу на обе характеристики.

Для разных скважин глубина погружения разная

Как же определить, насколько глубоко надо опускать насос? Эта цифра должна стоять в паспорте на скважину. Она зависит от общей глубины скважины, ееразмера (диаметра) и дебита (скорости с которой прибывает вода). В общем случае рекомендации такие: насос должен находится ниже зеркала воды не менее чем на 15-20 метров, но лучше еще ниже. При включении насоса уровень жидкости снижается на 3-8 метров. Оставшееся над ним количество и выкачивается. Если насос очень производительный, он качает быстро, опускать его надо ниже, иначе он будет часто отключаться из-за отсутствия воды.

Диаметр скважины

Немаловажную роль в подборе оборудования играет диаметр скважины. Большая часть бытовых скважинных насосов имеет размеры от 70 мм до 102 мм. Вообще это параметр принято измерять в дюймах. Если так, то проще всего найти трех и четырех дюймовые экземпляры. Остальные поставляются на заказ.

Насос для скважины должен помещаться в обсадную трубу

Расчет колодезного насоса для водоснабжения дома

При расчете колодезного электронасоса для постоянного водоснабжения индивидуального дома основными результатами полученных вычислений являются высота водного столба и объем перекачиваемой жидкости. Исходными данными служат предполагаемые или рассчитанные объемы водопотребления по таблицам или при помощи онлайн калькуляторов.

Объем потребления

Существуют два основных метода подсчета потребляемого объема воды: первый состоит в вычислении водопотребления каждым проживающим, второй заключается в подсчете общего расхода воды сантехническими приборами. В том и другом случае используют таблицы или онлайн калькуляторы. Показатель среднесуточного потребления воды одним человеком является более значимым в расчетах способности источника поддерживать статический уровень воды при постоянном водопотреблении с определенным объемом.

Основной задачей электронасоса является достаточное наполнение магистрали водой при одновременном включении максимального количества сантехнических приборов, которое может быть использовано проживающими с учетом работающей бытовой техники (стиральной и посудомоечной машин).

Поэтому, когда по таблицам подсчитывают и складывают водопотребление всех сантехнических приборов, это не совсем верно – для удобства индивидуальный жилой дом может содержать несколько санитарных узлов, избыточное количество душевых кабин и ванн, которыми хозяева редко пользуются. Если данная сантехника учитывается при расчетах общего водопотребления, результатом будут избыточные параметры пропускной способности приобретаемого насоса – это приведет к перерасходу электроэнергии и неоправданным финансовым затратам.

Для расчета максимального объема водопотребления в единицу времени семьей из трех человек, проживающих в индивидуальном жилом доме, можно воспользоваться онлайн калькулятором или произвести несложные вычисления вручную. Если взять три источника с наибольшим расходом воды и добавить небольшой объем от бытовой техники (в таблицах указаны значения, которые не следует принимать в расчет – потребление техникой воды не происходит в постоянном режиме), то в результате простых расчетов вручную получим пиковое потребление воды на семью из 3 человек – 2,5 м.куб./ч. Показатель получен при использовании наиболее водоемкого сантехнического оборудования – ванной, при отсутствии таких удобств вполне достаточно подачи воды объемом 2 м.куб./ч.

Рис. 13 Таблица потребления воды сантехническими приборами

Напор

При расчете напора используется формула, приведенная выше для организации полива (Н = Нв + Нг + Нп + Нд), вычисления проводятся по той же методике, основная проблема – расчет гидравлического сопротивления, точнее той части напора, которое понадобится на преодоление участков сопротивления труб.

Также существует таблицы с учетом сопротивлений фитингов, кранов, отводов, тройников и прочих деталей сантехнической арматуры. По онлайн-калькуляторам можно рассчитать гидравлическое сопротивление трубопроводной магистрали заданной длины в зависимости от материала ее изготовления и диаметра. Если магистраль сделана из гидравлически гладких труб ПНД диаметром более 1 дюйма и собрана в соответствии со стандартными нормативами, ее гидравлическое сопротивление можно принять равным 20% от всей длины линии.

К примеру, рассчитаем напорные характеристики погружного насоса, установленного на глубину 10 м, расстояние до дома при этом составляет 50 метров, длина линии в доме 50 метров, 5 метров высота подъема от подвала на второй этаж, наивысшее давление в системе 3 бара. Аналогично рассмотренной выше методике получаем результат:

Н = 10 + (5 + 5) + 5 + 115 х 20 / 100 + 30 = 78 (м.)

По графику напорных характеристик определяем подходящий электронасос, выбор устройства бренда Джилекс для решения поставленных задач нам не подойдет (объем подачи 2,5 м.куб./ч. соответствует 41,6 л./м.)., поэтому его мы не рассматриваем. Соответствующая модель SQ-2-85 есть в линейке оборудования Grundfos (рис. 14, точка 5), с помощью которой можно сделать водопровод с рассчитанными параметрами.

Рис. 14 Напорные характеристики Grundfos

Расчет потребности воды

Чтобы избежать перебоев с подачей воды, которые вызваны недостаточной производительностью оборудования, обязательно следует приблизительно вычислить вашу потребность в воде. Для расчета используйте водопотребление в «часы пик», когда расход воды максимален. Из опыта можно утверждать, что для обеспечения коттеджа с 6 точками водораздачи номинальная производительность насоса должна быть не менее 1,85 м3/час.

Производительность моделей, которые представлены на рынке в настоящий момент, колеблется от 20 до 200 литров в минуту, но не забывайте, что со временем мощность упадет, и это необходимо учесть в расчетах. Наконец, когда мы определили все необходимые параметры, вопрос о том, как выбрать насос для скважины, можно считать практически решенным. Осталось лишь произвести расчет требуемой мощности. Для комфортного напора воды в системе водоснабжения прибор должен обеспечивать давление в трубе в 2–3 атмосферы, т.е. избыточная мощность должна составлять минимум 20 метров. Предположим, глубина погружения насоса составляет 15 метров, двухэтажное здание располагается на расстоянии 10 метров от скважины, а расчетные потери составят 3 метра. Порядок расчета мощности будет таков:

15 м (глубина скважины) + 1 м (10 метров подачи воды по горизонтали равняются примерно 1 метру подачи по вертикали) + 5 м (примерная высота над уровнем земли раздаточных устройств воды на втором этаже) +25 м (избыточное давление для обеспечения напора) + 3 м (расчетные потери) = 49 м.

Многие сравнивают покупку насоса с лотереей. Надеемся, что эта статья поможет вам вытянуть выигрышный билет.

Какой лучше выбрать?

Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:

Таким образом, для подъема воды из колодца проще использовать поверхностный насос или насосную станцию, а из скважины — погружной роторный либо центробежный.