Расчет насоса для скважины
Если экспериментальное определение количества жидкости, откачиваемой электронасосом, не вызывает больших затруднений, то для нахождения нужного напора используют несложные формулы. Есть несколько вариантов формул подсчета напора, один из них выглядит следующим образом:
H(м) = P x 10,2 + Нв + Нп, где
H(м) – определяемая высота подъема жидкости в метрах;
Р – давление, которое необходимо создать в магистрали потребителя, указывается в атмосферах или переводится в бары (bar);
Нв – разность высот между всасывающим фильтром электронасоса и магистралью потребителя;
Нп – потери давления из-за гидравлического сопротивления трубопровода.
Рис. 11 Таблица для расчета потерь в трубопроводе
Выбор подходящего электронасоса для скважины на воду рассмотрим на примере семьи из 5 человек, для обеспечения нужд которых необходим объем подачи около 3 м³/ч, при максимальном давлении в системе 3 бара. Предполагается, что разность высот составляет 30 м, а водопроводная магистраль сделана из пластиковой трубы внутренним диаметром 1″ дюйм (наружный диаметр 32 мм) под стандартный выходной патрубок электронасоса, ее длина составляет 50 метров.
Основную трудность в данных расчетах вызывает определение гидравлических потерь в трубопроводе. Дело в том, что они зависят не только от материала изготовления труб, но и объема проходящий по ним жидкости, поэтому при расчетах данный показатель проще определить в соответствии с таблицей на рис.11.
В колонках указаны два ряда цифр, нас интересует только нижний показатель с обозначением потерь на 100 метровом участке трубопровода (данные приведены в метрах). Для более точных расчетов в таблице указаны потери в коленах, запорной арматуре, тройниках, обратных клапанах (нужный параметр также указан в метрах).
Предположим, что у нас системе находится один обратный клапан, тройник, запорный кран и 3 колена под углом 90 градусов, общая длина потерь на которых, исходя из таблицы, составляет 12 м.
Итак, определяем потери:
Нп = (50 + 12) х 11 \ 100 = 6,82 (м)
И получаем общий результат:
H(м)= 3 х 10,2 + 30 + 6,82 = 67,42 (м)
Чтобы определить, какой насос выбирать, воспользуемся, к примеру, таблицей для моделей Grundfos (рис. 12). Из нее видно, что данному напору и объему перекачки наиболее подходит модификация SQ 3-65. При отсутствии подобных таблиц электронасос подбирают по напорным характеристикам и подаче (точка 1 на рис. 13).
Рис. 12 Таблица для напорных характеристик Grundfos
Какой же выбрать?
Если вам нужно приобрести механический насос для скважины, вполне закономерно может возникнуть вопрос – на что следует обращать особое внимание?
Как уже упоминалось выше, самый важный показатель, учитывающийся при подборе насоса – глубина скважины, которую он будет обслуживать. В основном ручной водяной насос для скважины предназначен для глубин не более 10 метров. Если же глубина шахты превышает эту цифру, альтернативы, кроме как установить штанговый агрегат, нет.
Еще один важнейший параметр – производительность ручного прибора – это то количество воды, которое он может прокачать за определенный промежуток времени.
Фото к статье
Обсадная труба и ее диаметр напрямую влияет на подбор оптимальной модели такого прибора, как ручной насос для воды из скважины. Если эта цифра составляет от 100 мм, то проблем при выборе быть не должно – в принципе, вполне подойдет любой тип. Если же диаметр меньше, то установить штанговый вид водяного насоса будет невозможно, поскольку помпа просто не сможет пролезть вниз.
Обязательно нужно знать уровень загрязненности воды. Обычно в технических характеристиках к каждому виду прибора написано, с какой водой он может контактировать.
Оцените удобство работы с выбранным типом прибора. Учтите, что дома могут оказаться старики и дети, которым обязательно понадобится вода в любое время суток. Кроме того, заранее определитесь, будет ли в дальнейшем ручной агрегат подключен к другим устройствам или так и останется альтернативой колодцу.
Пример готового варианта 1
Заранее продумайте, будете ли вы перемещать прибор на другое место – от этого также зависит его тип. Если вы планируете разделить воду для питья и для хозяйственных нужд, лучше покупать агрегат, который можно переместить на другое место.
Если вы приобретаете ручной насос для скважины только для теплого времени года, то вполне можно обойтись легким вариантом из пластика. Если же прибор будет устанавливаться на постоянное место, лучше всего выбирать такие материалы, как чугун или нержавейку. Эти сплавы отлично переносят все неблагоприятные погодные условия – дождь, снег, перепады температур.
Пример готового варианта 2
Декоративные качества устанавливаемого прибора, пожалуй, более всего спорный пункт
Кому-то совершенно неважно, как выглядит этот прибор, а кто-то хочет, чтоб эстетика на участке была во всем. В любом случае, найти эстетичный агрегат не составит труда – в продаже есть резные варианты, которые будут выглядеть красиво
Не забудьте продумать и высоту – имеются как стандартной высоты, так и более высокие приборы для тех, кому сложно наклоняться.
Устройство прибора
Наверное, каждый помнит колонки на улицах небольших деревень и поселков. В то время практически никто не проводил воду в дом, поэтому такие механические насосы служили единственным источником воды. С тех пор ручной насос для воды из скважины практически не изменился.
Существует несколько видов данного устройства:
- Поршневой. Отличный вариант для неглубоких скважин. Прибор работает при помощи ручной накачки воздуха, за счет чего, собственно, вода и поступает. Необходимо просто покачать рукоятку вверх и вниз. Кстати, такие приборы применялись еще в давние времена моряками для откачивания из трюма воды при пробоине.
- Штоковый. Если глубина скважины составляет более 10 м, агрегат поршневого типа вполне может не справиться с подачей требуемого количества воды. Устройство ручного насоса для скважины штокового типа также представляет собой цилиндр с поршнем, однако помпа расположена гораздо глубже. Вода подается не посредством закачки воздуха, а при вытеснении водной массы новой партией. Эти насосы для скважины немного более сложны в монтаже и ремонте, но производительность их значительно выше.
- Крыльчатый. Довольно редко применяющийся вид. Используется чаще всего для скважин небольшой глубины. Основную роль в таком виде агрегата на воду играет крыльчатка – два симметрично расположенных крыльчатых элемента, которые приводятся в действие при помощи рукоятки. Для неглубокой скважины с чистой водой это прекрасный вариант.
Устройство ручного поршневого насоса
Мембранный. Достаточно легкий в использовании и ремонте вид. Однако особой популярностью в быту он не пользуется, так как в основном мембранный тип прибора используется при перекачке жидкостей из одного резервуара в другой.
Классификация
Использование глубинного насоса актуально, если вода залегает на глубине более 8-10 метров. Промышленное оборудование высокой мощности позволяет выкачивать жидкость из источников, залегающих на глубине до 200 метров. Основным достоинством таких устройств является их практически бесшумная работа.
По своей конструкции и принципу функционирования устройства разделяются на следующие виды:
- Штанговые. Оборудование отличается крупными габаритам, и используется преимущественно в промышленности (добыча нефти из-под земли).
- Винтовые. Отличительным преимуществом таких насосов является создание хорошего напора жидкости даже, если в скважине остается малое ее количество. Вода перекачивается при помощи вращения рабочего колеса, имеющего большое количество лопастей. Однако, они будут эффективно работать только, если в перекачиваемой жидкости будет присутствовать малое количество примесей.
- Погружные. Это наиболее распространенный вид насосов, используемых для подъема воды из скважин. Лопатки внутреннего колеса вращаются, создавая центробежную силу, благодаря чему жидкость поднимается на поверхность земли. Основными достоинствами являются высокая производительность, мощный напор и универсальность, что расширяет их сферу применения.
- Шнековые. Рабочим механизмом такого оборудования является шнек, обеспечивающий перекачку и транспортировку воды по трубопроводу. Такие устройства эффективны для того, чтобы организовывать перекачку жидких сред, содержащих большое количество примесей.
Лучшие насосы для скважин глубиной 50 м
Aquatica (DONGYIN)
Центробежный скважинный насос Aquatica (DONGYIN) служит для подачи чистой воды из глубоких скважин (более 50 метров). Сфера использования DONGYIN – автоматическое водоснабжение загородных дачных домов, оросительных систем для полива огородов, кустарников, плодовых деревьев, цветочных клумб и пр. Прибор работает от асинхронного двигателя мощностью 0,25 кВт.
- Адекватная стоимость.
- Высокое качество изготовления (нержавеющая сталь марки AISI 304).
- Термозащита мотора, наполнение маслом.
- Прочный герметичный корпус.
- Бесшумность работы.
- Высокая производительность агрегата – 80 литров в минуту.
Vitals Aqua 3-30DCo
Погружной насос центробежный скважинный Vitals Aqua 3-30Dco обеспечивает чистой водой дачные коттеджи, оросительные поливочные системы из глубоких колодцев, скважин. Мотор расположен в нижней части прибора. Вверху вкручивается соединительный патрубок, соединяющий насос с основным трубопроводом, здесь также расположен обратный клапан. Корпус оформлен специальными ушками для удобного подвешивания.
- Автономное водоснабжение.
- Высокое качество изготовления прибора.
- Соответствие заявленным техническим характеристикам.
- Высокая производительность оборудования – 47 литров в минуту.
- Обеспечение постоянной подачи чистой воды.
- Быстрый старт, вода подается сразу после включения мотора.
- Требовательность к качеству перекачиваемой жидкости.
- Большой вес изделия – 18,2 кг.
Рекомендации по выбору ручного насоса
Выбирая ручной насос, нужно прежде всего ориентироваться на глубину скважины. Если она составляет от 5 до 7 метров, с задачей справятся все разновидности портативных помповых приборов. Для источников, где зеркало воды находится на высоте до 10 метров, подойдет любое рычажное оборудование, кроме крыльчатого.
Поднять на поверхность жидкость с глубины до 30 метров сможет только ручной штанговый прибор. Но для этого скважина не должна иметь скосов или изгибов.
Со скважинами диаметром от 4 дюймов корректно работают ручные устройства всех типов. Пользователь выбирает и устанавливает ту модель, которая больше нравится визуально и подходит по стоимости
Вес рычажного оборудования составляет от 4 до 130 кг. Этот параметр имеет значение в момент транспортировки. Легкие изделия до 15 кг можно доставить к месту монтажа самостоятельно. Более тяжелые модели придется перевозить на автомобиле и пользоваться услугами наемных рабочих для погрузки/выгрузки.
При установке тяжелых ручных насосов тоже часто возникают проблемы. Обычно владельцу требуется сторонняя помощь при переноске и в процессе установки прибора. Желательно подумать об этом заранее и пригласить мастера либо воспользоваться услугами кого-то из родственников, друзей или знакомых.
Еще один важный элемент при выборе модели – это качество воды. Крыльчатые агрегаты в этом плане очень требовательны и не справляются с перекачкой жидкости, содержащей песок и примеси.
Если на участке проблема с чистотой воды, стоит предпочесть насосы поршневого, штангового или мембранного типа. Они нормально выполнят задачу и не выйдут из строя после прохождения по системе мелких абразивных частиц.
Вам нужен функциональный насос для откачки грязкой воды, а ручной вариант не подходит? Рекомендуем ознакомиться с лучшими автоматическими моделями, представленными на рынке и правилами выбора.
Если оборудование нужно только для эксплуатации в летний период, стоит рассмотреть насосы с пластиковым корпусом. Они продаются по более низкой цене, мало весят и считаются бюджетным вариантом. Но серьезных рабочих нагрузок не выдерживают и часто выходят из строя, не отработав даже одного сезона.
Изделия из тонкостенной пищевой стали считаются более выносливыми, чем пластиковые. Максимальный срок использования имеют чугунные и бронзовые приборы. Высокая цена в них компенсируется продолжительным эксплуатационным периодом, надежностью и стойкостью к проявлениям внешней среды. Все металлические агрегаты подходят для круглогодичного использования.
Внешний вид насоса тоже имеет значение. Желательно, чтобы он гармонично сочетался со всеми остальными элементами на участке и не портил окружающий пейзаж. Отдельные производители выпускают ручные насосы с эффектными рукоятками и стильными кранами. Такие изделия ценятся дороже, но полностью оправдывают стоимость, превращаясь из привычного элемента в декоративный объект.
Когда на участке несколько источников воды, есть смысл купить максимально легкий и удобный для переноски насос. Его можно будет устанавливать там, где жидкость требуется в определенный момент, а потом перемещать на другую точку
Чтобы насос всегда работал корректно и не ломался, за ним нужно ухаживать, очищать отдельные узлы и смазывать их специальными средствами. В некоторых моделях есть система самоочистки. Дополнительное обслуживание таким устройствам не требуется.
Если вы планируете много времени проводить на даче, то без автоматизации системы водоснабжения вам не обойтись. В таком случае рекомендуем ознакомиться с рейтингом насосных станций, пользующихся спросом у покупателей, и правилами выбора лучшей.
Рекомендации Zuzako по выбору скважинного насоса в зависимости от места монтажа
Для того чтобы выбрать хороший насос, который будет служить вам много лет без сбоев и нареканий, следует принимать во внимание его ключевые характеристики и особенности. В продаже можно найти два вида такого оборудования: поверхностные и погружные модели
Какие есть различия между ними и какой вариант лучше выбрать, — мы с вами разберемся вместе.
Поверхностные насосы
Поверхностные модели могут всасывать воду исключительно из маленьких скважин и колодцев, глубиной до 10 м. Их преимущества заключаются в легком управлении и обслуживании.
В продаже встречается несколько разновидностей таких насосов:
Ручные модели. Работают благодаря мускульной силе человека. Незаменимое решение для дач и участков, на которых часто возникают проблемы с электричеством. Но ручные насосы невозможно использовать для скважин глубже 8 м.
Самовсасывающие модели. Такие механизмы не контактируют с водой напрямую. Конструкция с электроприводом располагается на поверхности, а в скважину опускается специальный шланг
Но у самовсасывающихся моделей есть одна особенность — они часто перегреваются, поэтому очень важно следить за температурой их корпуса.
Бытовые станции. Тот же самовсасывающий насос, только с гидроаккумулятором
Именно он и дает возможность поддерживать постоянное давление в системе. Бытовые станции можно использовать для обустройства полноценного водоснабжения на участке. Но они могут работать максимум на глубине 10 м.
Инжекторные станции. Усовершенствованная конструкция позволяет улучшить напор, но стоимость таких механизмов намного выше, чем у других поверхностных моделей.
Глубинные насосы
Погружные устройства подают воду с больших глубин. Именно такой механизм следует выбрать владельцу скважины более 10 м.
Существует несколько видов погружных насосов:
- Вибрационные машины. Бюджетные модели, позволяющие добывать воду с глубины порядка 20 м. Принцип их действия заключается в вибрациях, которые рано или поздно разрушают стенки скважины. К тому же такие модели плохо переносят воду с механическими частицами.
- Центробежные устройства. Обладают высокой ценой, но взамен дают отличный напор. Они с легкостью «переваривают» механические включения и не оказывают негативного влияния на саму скважину.
- Винтовые модели. Такие машины запросто перекачивают не только воду, но и вязкие густые жидкости. Но такие насосы очень часто ломаются, если не получают необходимого обслуживания.
- Вихревые модели. Самый распространенный вариант, оптимальный для дома. Славятся своей надежностью и простотой использования.
Выбирая новый насос, обязательно обратите внимание на его ключевые характеристики и особенности вашей скважины:
Производительность. Если вы ничего не знаете о возможностях своей скважины, не пытайтесь гнаться за высокой мощностью насоса. Ведь каждый резервуар обладает индивидуальными показателями наполняемости, которые нужно знать для удачного выбора подходящего агрегата. В идеале производительность прибора должна быть меньше, чем наполняемость самой скважины. Обычно, оптимальным решением оказывается покупка насоса, способного перекачивать 2-3 кубометра воды в час.
Напор. Очень важная характеристика. Вычислить оптимальную величину можно при помощи универсальной формулы: прибавьте к глубине своей скважины 30 единиц, а потом добавьте еще 10%
К примеру, для 10-метровой скважины лучше всего выбрать насос с напором 45 м.
Качество воды
Мало кто принимает во внимание этот нюанс, а ведь на самом деле это тоже очень важно. Если на вашем участке преобладает чистая вода без всяческих примесей, то вам подойдет практически любая модель
Но если в воде присутствует большое количество песка или других загрязнений, стоит остановить выбор на винтовом насосе
Только такой мощный прибор выдержит повышенную нагрузку и не поломается из-за попадания твердых частиц.
Насосы для систем пожаротушения
Основным требованием к насосам системы пожаротушения является подача воды под высоким давлением. Наиболее часто используемыми являются центробежные насосы, так как они позволяют быстро закачать воду за счет центробежной силы. Важными пунктами при выборе насоса для пожаротушения являются:
- напор;
- частота вращения колеса;
- КПД;
- высота всасывания;
- объем перемещаемой воды.
В зависимости от количества колес с лопастями насосы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Многоступенчатые агрегаты позволяют создать более высокое давление, что в свою очередь, влияет на напор и высоту подаваемой жидкости. При установке систем пожаротушения в зданиях стоит учитывать, что оборудование необходимо периодически проверять, так как застой может вызвать затруднения при запуске. На пожарных машинах устанавливают центробежные насосы и вспомогательные агрегаты. Вспомогательные насосы заполняют корпус центробежного насоса жидкостью и отключаются автоматически.
Назначение и особенности
Скважинные насосы наших дней делятся на погружной и поверхностный виды. Вторые являются более мощными, имеют роторы, отвечающие за подкачку жидкости. Всасывание происходит через рабочую камеру. Невзирая на мощность, такие устройства не отличаются высокими показателями производительности, так как они способны откачивать воду с глубины до десяти метров. Погружной скважинный агрегат находится под поверхностью воды на протяжении всего времени эксплуатации.
Более мощный винтовой скважинный насос способен выкачивать воду с глубины 50-100 метров. Винтовые насосы для скважин по праву считаются одними из лидеров в своем сегменте. В отличие от центробежных изделий, скважинный винтовой аппарат качает жидкость посредством «Архимедова винта».
Преимущество винтовых устройств над центробежными установками легко можно увидеть, если выкачиваемая жидкость имеет высокий уровень засорения. Так, выкачка воды центробежным насосом осуществляется благодаря вращению крупной крыльчатки или колеса, что приводит в действие движение жидкости и создает завихрения в камере с давлением. В ходе данного процесса отдельные детали и узлы системы часто засоряются мелкими предметами, песком и прочим мусором.
Шнековый же винт почти не поддается загрязнению, так как мелкие отходы и песок попросту не задерживаются в двигателе, не забивая тем самым пространство для перемещения перекачиваемой жидкости в трубопроводе и насосном оборудовании. Этой особенностью, к слову, могут похвастаться только агрегаты винтового типа.
Устройство винтового скважинного насоса
Кроме того, винтовые глубинные насосы, наращивая скорость вращения мотора и ротора, увеличивают только собственную производительность и никоим образом не влияют на давление водяного столба на выходе, что выгодно отличает их от конкурентов. Данное преимущество позволяет применять такие устройства не только для работы с водой или другими более-менее «чистыми» жидкостями, но и для перекачки производственных жидких веществ, масел, нефтяной продукции и тому подобное.
Уровень производительности подобного рода оборудования можно приблизительно оценить по протяженности шнекового винта – чем он длиннее, тем выше производительность. Некоторые модификации винтовых насосов могут быть оснащены винтами, однако большинство моделей оборудуются одним.
Продолговатая форма шнекового винта отлично вписывается в интерьер на фоне дизайна таких устройств, который выполнен в виде удлиненной капсулы. Также такие виды насосов легко отличить от других по диаметру трубы. Винтовой глубинный электронасос зачастую имеет пропускное отверстие диаметром от 15 см.
Характеристики и виды
Говоря о видах винтового насосного оборудования для колодцев и скважин, можно выделить несколько наиболее распространенных видов: стандартные и глубинные.
Глубинные изделия выделяются наличием удлиненного шнека, который необходим для корректной работы аппарата. Такие устройства оптимально использовать для выкачивания воды из артезианских скважин, глубина которых может достигать ста и более метров. Не смотря на высокую цену глубинных аппаратов, они демонстрируют надежность, мощность и высокую производительность.
Схема винтового насоса
Выбирая насос для колодцев или для скважин с небольшой глубиной, следует отдать предпочтение стандартному виду. Данный вид отлично подходит для добычи воды из песчаных водянистых слоев, глубина которых не превышает 20-30 метров. Стандартный винтовой скважинный насос поддерживает стабильный уровень давления и сравнительно успешно справляется с мелкими загрязнениями.
Среднестатистический агрегат должен обладать производительностью порядка 1,5-2,5 кубометра воды за один час. При этом оптимальная температура жидкости, в которой насос может длительно и беспрерывно выполнять свои функции, находится в районе +3-+45 градусов. Промышленное оборудование аналогичного предназначения способно переносить более высокие диапазоны температуры.
Мощность двигателя, которым оснащен средний винтовой насос для скважин зачастую не превышает 1-1,5 кВт, а напряжение электросети, рекомендованное для бесперебойной работы электронасосов большинства модификаций, должно находиться в районе 220 Вольт. Корпус изделия должен быть выполнен из нержавейки с применением пластика, нанесенного точечным способом. Детали, находящиеся внутри корпуса должны быть герметизированы резиновыми прокладками, посаженными на силикон.
Помпа
Классическая схема помпы, которая применяется уже несколько десятков лет во многих селах и населенных пунктах без водопровода.
Понадобятся следующие комплектующие:
- Труба ПВХ 5 см в диаметре и заглушкой и отводами.
- Обратные клапаны 0,5 2 штуки.
- Труба ППР 2,4 см в диаметре.
- Резиновые прокладки и несколько пар болтов с гайкой 6-8 мм.
- Дополнительные детали.
Делаем помпу.
Чтобы конструкция работала, нужно обеспечить надежность и герметичность конструкции. Ручка соединена с поршнем, который создает давление в рабочей камере. Под воздействием повышенного давления, вода проходит через два клапана и попадает на вывод. Если не обеспечить надежность корпуса, и плотность прилегания прокладки, усилия будут напрасными
Принцип действия насоса-качка
В корпусе имеется цилиндр с перемещающимся внутри него поршнем. В самом цилиндре есть входное и выходное отверстия, оснащенные клапанами. Для облегчения качки между нижним клапаном и поршнем устанавливают пружину – она будет притягивать поршень.
Воздух в цилиндре разрежается во время движения поршня, вследствие чего вход открывается и вода затягивается внутрь. Далее, когда поршень двигается в обратную сторону, закрывается клапан и вода посредством выходного отверстия покидает цилиндр. Единственным двигателем здесь являются прилагаемые мускульные усилия, а производительнос ть устройства зависит не только от них, но и от объема цилиндра.
В большинстве случаев насосами-качками оснащаются скважины незначительной глубины – абиссинские колодцы.