Правильний розрахунок і підбір насоса для облаштування водопостачання в приватному будинку

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

Але, навіть якщо є можливість підключення до проходить поруч з будинком міській або селищній водопроводу, мати при цьому на ділянці незалежний 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 кількох компонентів:

  • Водний джерело:
    • Колодязь — штучна вироблення‑шахта, викопана для збору підземних ґрунтових вод у поверхневому водоносному шарі до глибини 10~15 м і укріплена від осипання.
    • Свердловини. Виконуються методом буріння та бувають декількох типів:
      • Безнапірні: «на пісок» — до 50 м, «на вапняк» — до 150 м.
      • Артезіанські — понад 150 м.
      • Абіссінські та 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.

    Правильний розрахунок і підбір насоса для облаштування водопостачання в приватному будинку

  • Споживачі води на ділянці і в будинку: мийки, раковини, ванни, сауни, лазні, басейни, полив.
  • Система подачі і розподілу: насоси, накопичувальні ємності, трубопроводи.
  • 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, насамперед, 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 зважаючи на громіздкість, малого ккд, невисокого життєвого ресурсу.
    • Відцентрові. Одні з найпопулярніших і затребуваних завдяки простоті конструкції, економічності і високої надійності.
    • Турбінні. Подібні відцентровим, але не з боковим, 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 за типом розміщення

    Правильний розрахунок і підбір насоса для облаштування водопостачання в приватному будинкуЗа способом розміщення водопостачальні гідронасоси поділяються на два класу:

  • Поверхневого типу. Розташовуючись в стороні від джерела води, забезпечують її всмоктування з опущеною в колодязь або свердловину трубі.
  • Занурювальні. Повністю опускаються в воду на деяку глибину.
  • Інколи 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 дому, слід порівняти переваги і недоліки двох 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 у трубопроводі і запасу на пониження 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. 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 з системи. Робота супроводжується шумом. Безшумні.

    Таким чином, для підйому води із колодязя простіше використовувати поверхневий насос або насосну станцію, а зі свердловини — занурювальний роторний або відцентровий.

    Приклад розрахунку

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

    Правильний розрахунок і підбір насоса для облаштування водопостачання в приватному будинку

    • Максимальне значення витрати рідини в л/хв або м3/ч.
    • Висота всмоктування — різниця рівнів впускного патрубка насоса та 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 гідронасосів поверхневого типу не може перевищувати 10,33 м — висоти водяного стовпа, що створює рівний атмосферному тиску.

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

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

    Часто значення напору плутають з тиском, називаючи одне іншим. Ці величини еквівалентні, але точно 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 та інших одиницях призводять до еквівалентним значенням напору в метрах.

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

    • Витрата рідини, забезпечуваний 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 його.
    • Сумарні втрати у впускному і вихідному трубопроводах можна знайти в таблицях для конкретного типу труб, але зазвичай їх розраховують виходячи з того, що на кожні 10 м трубопроводу втрачається 1 м напору, тому приймемо їх рівними (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
    • Кінцевий тиск в верхній точці приймемо рівним 1 бару ~ 9,87 м.

    Сумарний напір гідронасоса 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 підвідного трубопроводу.

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

    Правильний розрахунок і підбір насоса для облаштування водопостачання в приватному будинку

    Вибираючи конкретну модель насоса, слід погоджувати розрахункові величини параметрів з паспортними значеннями для вибраного примірника агрегату в необхідній робочій 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 підбір насоса для водопостачання заміського будинку дивіться у цьому відео:

    Включення в систему водопостачання

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

    Підключення їх зводиться до декількох простих кроків:

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

    Увага! Всі водяні електронасосні 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 самовсмоктуючі насоси, приваблюють:

    Правильний розрахунок і підбір насоса для облаштування водопостачання в приватному будинку

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

    Проте в їх використанні є і недоліки:

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

    Несправності насосних станцій можуть бути викликані наступними причинами:

    • Раптове відключення електроенергії часто супроводжується гідроударом, здатним завдати непоправних пошкодження.
    • Забруднення та низька якість води призводять до підвищеного зносу лопаток відцентрового гідронасоса і заиливанию бака.
    • Невідповідність умов експлуатації технічним параметрам.

    Правильний розрахунок і підбір насоса для облаштування водопостачання в приватному будинкуНаприклад, одна з найпоширеніших поломок пов’язана з завищеними 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 зворотній стороні бака: якщо звідти потекла вода — мембрана вимагає заміни.

    Ще однією поширеною несправністю є поломка або неправильне регулювання реле тиску, яка приводить до безперервної роботи станції без відключень.

    Регулюється двома реле 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 у ванній і просто відкриваючи його, вони включають в роботу відточену для її створення століттями наукових відкриттів, винаходів та 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 цінують цінністю цього воістину незамінного джерела життя — води.

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: