Как выбрать насос для скважины. | Правильный расчёт насоса скважины

Для выбора скважинного насоса крайне важно понимать структуру скважины и знать её основные характеристики.
Обязательно ознакомьтесь с данными, подробно описанными в техническом паспорте скважины. Игнорирование или несоблюдение этих данных может привести к проблемам с водоснабжением или поломке оборудования.

Какой насос лучше для скважины: погружной, поверхностный, винтовой или центробежный

В данной статье мы рассмотрим, какие существуют виды скважинных насосов, почему не рекомендуется использовать вибрационные модели, а также какое оборудование пользуется спросом среди российских потребителей.

Для организации системы водоснабжения частного дома, дачи, коттеджа или земельного участка, необходимо обеспечить забор воды из скважины или колодца. Огромный выбор скважинных насосов может сбить с толку, особенно если вы впервые сталкиваетесь с этой задачей. Как правильно выбрать насос для скважины, если требуется перекачка воды с большой глубины или, напротив, при малом объеме зеркала воды? Как подобрать насос нужной мощности и производительности, чтобы стоимость соответствовала качеству и не превышала ваши финансовые возможности? На эти и другие вопросы мы постараемся ответить в данной статье.

Сначала определимся с основными видами скважинного оборудования. Существует четыре основных типа насосов:

Если требуется поднять воду с большой глубины, то обычно используют глубинный насос, который располагается под уровнем воды. Эти устройства часто оснащены защитой от перегрева и другими особенностями, что делает их очень востребованными.

Существуют также насосы, которые находятся на поверхности, недалеко от водозабора, и подают воду через шланг. Максимальная глубина погружения для шланга составляет около 10 метров. Такие насосы требуют защиты от попадания влаги, чтобы избежать повреждения двигателя. Они могут быть как центробежными, так и вихревыми. Вихревые насосы, как правило, предназначены для перекачивания чистой воды с небольшими примесями твердых частиц.

Глубинные насосы часто используются для перекачки жидкости из источников или резервуаров с глубиной 50-100 метров. Они показывают хороший напор и обладают высоким коэффициентом полезного действия, что делает их оптимальными для обеспечения потребления воды в загородных домах с разным количеством пользователей.

Насосы, устойчивые к высокому содержанию песка, ила и других механических примесей, отлично подходят для забора чистой или загрязненной, а также технической воды из скважин. Обычно такие насосы используют для полива огородов и других нужд, однако рекомендуется применять фильтры.

Учет характеристик скважины и расчет дебита

Бурение скважины лучше доверять профессиональным компаниям, которые предоставят вам паспорт объекта с описанием всех необходимых характеристик. Выбор насосной установки следует производить на основе этих данных.

Параметры, которые необходимо принимать во внимание при покупке оборудования, включают:

• внутренний диаметр скважины, что влияет на размер обсадной трубы;
• глубина скважины;
• статический и динамический уровень воды.

Для правильного подбора производительности насоса необходимо произвести расчет дебита скважины. Это значение показывает объем жидкости, который может выдавать источник за определенный промежуток времени, и измеряется в м³/час (или в литрах в минуту, сутки). Рассчитывается по формуле:

V * Нв (Ндин – Нстат) = D, где V — производительность, а H — высота.

Винтовой или центробежный насос для скважины: что лучше

Выбор модели насоса является серьезным и ответственным процессом, поэтому необходимо разобраться в их принципе работы.

Центробежные насосы состоят из камеры и рабочих колес, которые могут быть одно-, двух- или многоступенчатыми. Прочный корпус защищает каждое колесо, которое перемещает жидкость внутри устройства и выталкивает её через напорный патрубок. В центральной части установки создается разрежение, что инициирует процесс всасывания жидкости из скважины, таким образом создавая поток для водоразбора, полива и других нужд.

Эти агрегаты обладают высокой производительностью и рядом других преимуществ:

• доступны в вариантах как для поверхностного, так и для погружного применения;
• низкий уровень шума и вибрации;
• возможность выбора необходимого напора в зависимости от модели;
• долговечность и надежность;
• широкий диапазон характеристик для подбора: мощность, высота подачи, рабочая температура и т.д.;
• способность к работе с интенсивными нагрузками и перекачиванию воды на значительное расстояние;
• устойчивость к коррозии благодаря использованию нержавеющей стали высокого качества.

Винтовые насосы работают по принципу перемещения жидкой среды внутри камеры вдоль оси винта (шнека). Максимальная глубина заборов винтовым насосом, как правило, не превышает 50 метров. Данный тип агрегатов не боится вязкой и сильно загрязненной жидкости, что расширяет их функциональность, несмотря на определенные ограничения в других параметрах.

Основной недостаток применения винтовых насосов заключается в большом количестве узлов, что может привести к быстрому износу. Также у таких насосов значительные размеры и вес, а возможность регулировки напора отсутствует.

Если вы планируете организовать домашнее водоснабжение, очевидный выбор – центробежный насос. Он сможет обеспечить все точки водоразбора, включая подачу питьевой воды. Однако если в процессе эксплуатации ожидается подъем жидкости с высоким содержанием примесей, следует обратить внимание на шнековые насосы.

Введение

Установка системы водоснабжения скважины представляет собой довольно сложный процесс, который требует как физического, так и интеллектуального подхода. Первое, что нужно знать при выборе скважинного насоса — это параметры скважины. Они включают: 1. Глубина скважины 2. Дебит (объем воды, который поступает в час) — среднестатистическая бытовая скважина может давать от 1,5 до 2,0 кубометров воды в час. 3. Зеркало воды (уровень воды от поверхности земли до начала водяного столба в скважине) Диаметр скважины зачастую не имеет ключевого значения. Это объясняется тем, что чаще всего используется обсадная труба 125 мм (или 120 мм для самой скважины), что идеально подходит для установок мощностью 3,5″ (88,9 мм) и 3″ (76,2 мм). В редких случаях можно использовать насосы диаметром 4″ (101,6 мм) для скважин 135 мм или 160 мм, но они, как правило, относятся уже к категории колодезных насосов, используемых на небольших глубинах. Следует отметить, что выбор насоса, совпадающего с внутренним диаметром обсадной трубы «впритык», может привести к дополнительным затратам. Это связано с тем, что насос охлаждается водой, которая циркулирует в скважине во время работы, поэтому необходим запас 20-30 мм. Итоговый внутренний диаметр обсадной трубы должен составлять 20-30 мм плюс диаметр насоса в миллиметрах. Важно понимать, что расчет насоса для колодца выполняется аналогично расчету насоса для скважины, поэтому описанный в статье способ подходит для выбора как скважинного, так и колодезного насоса. Также диаметр скважины влияет на объем воды в резервуаре и на конечную стоимость насоса. Почему цена насоса зависит от диаметра скважины? Это связано с тем, что при малом дебете, но большом расходе воды, уровень столба воды в скважине начинает медленно понижаться. Это, в свою очередь, влияет на увеличение сопротивления, создаваемого столбом воды, что требует покупки более мощного и производительного насоса. Объем воды в скважине также влияет на скорость её пополнения и частоту включения насоса. Чем реже будет включаться насос, тем лучше. Минимально расчетным значением следует принимать 30-50 включений в час. Всё это вычисляется по простой зависимости: (Расход на потребителей л/час/(Дебит скважины л/час) × (Расход на потребителей л/час / объем столба воды л) = количество включений/час. Более подробно, с примерами, вы сможете ознакомиться в статье, посвященной установке и обвязке погружного насоса в скважину своими руками.

Для подбора скважинного глубинного насоса необходимые параметры:

1. Уровень погружения насоса в столбе воды. Как правило, все бытовые насосы центробежного типа могут погружаться в воду не более чем на 30 метров, но существуют и такие, например, как Aquatech, которые могут работать на глубине до 80 метров, в то время как винтовые насосы максимально погружаются на 15–20 метров. Эти параметры не случайны, так как на насос воздействует давление воды, что может повредить систему: сальники, корпус и другие детали. Поэтому перед покупкой обязательно ознакомьтесь с данными в инструкции по эксплуатации насоса. 2. Расстояние от скважины до дома или точки потребления. Это важный аспект в подборе погружного скважинного насоса. Каждые 10 метров горизонтальной трубы уменьшают давление примерно на 0,1 атм. Каждый угол поворота трубы приводит к потерям давления aproximadamente 0,11 атм. Тройники и обратные клапаны, установленные перед реле давления, могут «съесть» около 0,39 атм на элемент. 3. Количество точек подключения. К ним относятся унитазы, стиральные и посудомоечные машины, умывальники, раковины, душевые кабины и т.д. В общем, точки – это элементы водоотведения, где будет происходить разбор воды. Усредненный расход воды на точку — около 10 литров в минуту. 4. Производительность насоса скважины. Она выбирается на основании одновременного использования отметок воды. Например, кухонная мойка и душевая кабина вместе потребляют около 20 литров в минуту. Следовательно, насос должен поддерживать их бесперебойную работу и иметь наименьшее количество выключений в час. Если скважинный насос будет чрезмерно мощным, это приведет к частым отключениям, что является ошибкой при выборе. Производители строго регламентируют количество включений и выключений насоса. Частые циклы могут повредить движок, поскольку они способны выдерживать значительные нагрузки, но при этом нежны и требуют бережного обращения. Большинство производителей рекомендуют не более 50 циклов в час, однако на практике лучше придерживаться индикатора в 15-20 включений в час (это идеальный вариант). Такой насос прослужит гораздо дольше. Следовательно, согласно этим рекомендациям скважинный насос должен работать без перебоев во время эксплуатации всех «точек разбора воды». 5. Мощность насоса. Мощность скважинного насоса легко подсчитать, если соблюдать все вышеуказанные пункты. Мы можем вывести формулу расчета скважинного насоса: А — глубина скважины Б — горизонтальный участок трубы В — сопротивление напору (сумма фильтров, углов, тройников в системе) Г — уровень воды от верхнего грунта Д — дебет скважины Т — количество точек разбора воды одновременно (обычно принимается 1 точка = 10 л/мин) Е — итоговое значение необходимого напора насоса Д (л/мин) >= Пиковое потребление л/мин (1 м³/час = 16,66 л/мин) Как правильно перевести м³ в л/мин >>>XX м³ × 1000 / 60 = XX л/мин А + Б + В + Г = Е, при условии, что Д < Т; Б + В + Г = Е, при условии, что Д >= Т

Рассмотрим пример расчета погружного скважинного насоса для работы с автоматикой:

Глубина скважины: 30 м (А) Насос всегда поднимается от дна скважины на 2-3 метра. Предположим, что уровень поднятия составляет 2 метра, и мы получаем (А = 28 м). Горизонтальный участок трубы (Б) : Расстояние от скважины до дома: 20 м или 0,2 атм по горизонтали, (Б = 20 м) Сопротивление напору (В) : С учётом 5 поворотов трубы (0,5 атм = 50 м); обратный клапан (0,39 атм = 39 м) и фильтр (0,4 атм = 40 м), (В = 129 м) Важно учесть, что если глубина скважины превышает 60 м, требуется установка двух обратных клапанов: один ставится сразу после насоса, второй на высоте 45-50 м. Большинство производителей рекомендуют устанавливать обратный клапан на расстоянии 1-5 м после насоса, но на малых глубинах это можно не учитывать. Зеркало воды определим как: 5 м (Г), учтем его, и получаем столб воды, где будет находиться насос: 28 м — 5 м = 23 м (А = 23 м) Знаете ли вы, что насос испытывает нагрузку подъема жидкости, начиная с конца столба воды? Вариант с зеркалом воды, равном 5 м, значит, насосу потребуется преодолеть сопротивление столба воды в 5 м по вертикали. Сопротивление по подаче составит 0,5 атм (10 м = 1 атм). Но также следует учитывать сезонные колебания уровня столба, которые составляют примерно 10 м, т.е. добавляем еще 1 атм потерь. В итоге: Г=5+10=15м (Г=15м) Дебит: 1,8 м³/час (Д) Если неизвестен дебит вашей скважины, можете использовать значение 1,2-1,4 м³/час. Для расчета объема, который предоставляет скважина: Д= 1,8*1000/60 = 30 л/мин Точек разбора воды: возьмем одну (Т) Д = 30 л/мин; T = 10 л/мин ===> Д>Т Д>Т — это значит, что вода не убывает в скважине, и насос не должен практически работать на столб воды в скважине при его опустошении ==> (А = 0)

Произведем расчет по имеющимся данным:

Переводим величины горизонтальных потерь в вертикальные (10 м по горизонтали = 1 м по вертикали): (Б + В) / 100 ==> (20 м + 129 м) / 100 = 1,49 м ; Г = 15 м А + Б + В + Г = Е, при условии, что Д < Т; Б + В + Г = Е, при условии, что Д >= Т 15 м + 1,49 м = 16,49 м => Е = 16,49 м (16,49 м / 100 = 1,649 атм) 1,649 м (2 атм) — это высота, которая будет потрачена только на подъем воды до реле давления, и на выходе мы получаем давление не более 0,1 атм. Исходя из этого, мы должны получить на выходе, т.е. в точке разбора воды, примерно 2,6 атм (26 м). Имейте в виду, что при использовании автоматики, давление в гидроаккумуляторе всегда устанавливается на 0,1 атм ниже давления включения автоматики. Гидроаккумулятор стабилизирует давление в системе, и на его сопротивление можно не обращать внимания. Правильно настроенный гидроаккумулятор прослужит значительно дольше. Если у вас многоэтажный дом, необходимо учитывать подъем до самой верхней точки разбора, принимая во внимание потерю 10 м = 1 атм. В итоге получаем: 2,6 + 2 + Hверхней точки атм = 4,6 атм (46 м). Следовательно, подъем насоса должен составлять не менее 46 метров. 46 м + 10% = 50,6 м => Идеальным вариантом будет насос с характеристиками подъемом не менее 50 метров. Всегда делайте минимальный запас 5–10% мощности насоса, чтобы снизить его износ и обеспечить стабильную работу двигателя при перепадах напряжения и пусках насоса. В результате выполненного расчета мы получаем список подходящих насосов: Aquario ASP 1Е 45-90 (напор 45 м, кабель 35 м.) — запас по давлению 24% Aquatech SP 3.5″ 4-45 (напор 45 м, длина кабеля 25 м) — запас по давлению 14% BELAMOS Насос скважинный TF3- 60 (напор 60 м, длина кабеля 35 м) — запас по давлению 62% WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м) — запас по давлению 34% Самым минимальным подходящим вариантом и при этом выгодным с финансовой точки зрения является: WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м) — запас по давлению 34% Aquatech SP 3.5″ 4-45 (напор 45 м, длина кабеля 25 м) — запас по давлению 14% Самым идеальным вариантом будет: WWQ Насос скважинный 3NSL 0,5/30P (напор 53 м, длина кабеля 30 м) — запас по давлению 34% С таким скважинным насосом обеспечивается хороший напор, что позволит в дальнейшем несколько расширить длину горизонтального водопровода или добавить большее количество точек разбора, не создавая критических нагрузок на двигатель.

Как подобрать насос для скважины: параметры выбора

Существует две ключевые технические характеристики, определяющие выбор насоса для скважины или колодца:

• напор, обозначаемый буквой H. Он показывает, на какую высоту насос может подавать воду, и измеряется в метрах;
• расход, производительность, Q. Этот параметр показывает, сколько воды можно перекачать за единицу времени и измеряется в литрах или кубометрах в час.

Обозначенные характеристики связаны между собой функциональной зависимостью. Производители предоставляют графики, по которым можно определить, какую производительность можно достичь при заданной высоте подачи жидкости.

Эксперты рекомендуют выбирать модель с запасом по напору 15–20%. Это необходимо для учета сопротивления течению со стороны изгибов труб, мест соединений и так далее. Горизонтальные участки трубопровода воспринимают коэффициент 0,1. Если после подъема воды необходимо переместить её на 10 метров, то к расчетному значению напора нужно добавлять 1 метр.

Диаметр корпуса погружной модели должен быть минимум на 10 мм меньше внутреннего диаметра скважины. Ещё одним критерием выбора является длина кабеля. Его также стоит выбирать с запасом. Вход кабеля герметичен и рассчитан на эксплуатацию в условиях полного погружения. Сложно будет надёжно нарастить такой провод с учетом всех норм защиты от влаги в бытовых условиях.

При выборе модели по производительности необходимо учитывать, насколько эффективно скважина может отдавать воду. Этот параметр также измеряется в литрах или кубометрах в час, учту скорости отбора жидкости потребителями.

На малопроизводительных скважинах целесообразно устанавливать систему с накопительным баком, размещённым на чердаке или крыше здания. Такой бак самотеком будет подавать воду к потребителям. В ночное время, когда отбор минимален, накопительный бак будет заполняться, а в дневное — поддерживаться по мере отдачи воды скважиной.

Управление электромотором насоса можно организовать в автоматическом режиме. Для этого в накопительном баке устанавливается поплавок. Когда уровень жидкости достигает верхнего уровня, двигатель отключается, и процесс подачи воды прекращается. После отбора жидкости уровень в баке понижается и насос снова включается.

Некоторые модели насосов для скважин оснащены поплавком, который при достаточном уровне жидкости активирует насос; когда уровень становится низким, поплавок опускается, и подача отключается. Это помогает предотвратить перегрев двигателя насоса и его преждевременный выход из строя.

В Москве вы можете приобрести насос для скважины или колодца в интернет-магазине Dfogorod.ru.

Рассчитываем показатели и определяемся с выбором

Следующий вопрос, который мы рассмотрим — как подобрать скважинный насос, чтобы он удовлетворял всем требованиям. Для этого важно разобраться в его технических характеристиках. Чтобы сопоставить потребную подачу воды с потенциальной высотой подъема, существуют две основные характеристики: напор и производительность.

Производительность

Производительность насоса — это продуктивность, выраженная в объеме жидкости, поднятой из скважины за период времени.

Для начала определитесь с потреблением воды в вашей ситуации. Обычно считается, что один человек использует 1 кубометр или 1000 литров воды за сутки; таким образом, семья из 4 человек будет потреблять примерно 4 кубометра воды в день. Эти данные являются условными, но их принято принимать за основу. Так же учитывается количество точек водозабора, которые обычно становятся несколькими. Существует вероятность, что потребление источников будет проходить одновременно: душ, краны, бытовая техника, полив, и тогда насос должен выдерживать максимальные нагрузки.

Вот справочная информация о необходимой производительности для стандартных точек водоразбора:

• краны и смесители на кухне и в ванной, стиральная машина, унитаз — до 6 л/мин;
• душ и комплект для полива — до 10 л/мин;
• мойка высокого давления — до 12 л/мин.

Например, в доме, где установлены 2 крана, стиральная машина и душ, и при некотором использовании мойки высокого давления, целесообразно ориентироваться на расход в 34 л/мин.

Напор

Напор скважинного насоса, обозначаемый H, выражается в метрах и рассчитывается по формуле:

Гс — глубина скважины, а точнее расстояние от насоса до поверхности земли.
Р — расстояние по горизонтали от скважины до постройки; напор в 1 метр по вертикали сопоставим с 10 метрами по горизонтали, что необходимо учитывать в расчетах.
Вд — высота до верхней точки разбора воды в здании.
1,15 (атм) — усредненный коэффициент сопротивления в системе водоснабжения.

Попробуем рассчитать напор на примере:
Скважина имеет глубину 40 метров, насос установлен на 30 метрах, а расстояние до здания составляет 15 метров, высота до точки разбора — 7 метров.

Таким образом, мы получаем необходимые параметры по высоте напора для наших условий: насос должен обеспечивать минимальную характеристику напора не ниже 21 метра. Если в нашей системе водоснабжения присутствует гидроаккумулятор объемом до 300 литров, сопротивление составит уже 3 атм; для гидробака объемом более 300 литров учитывайте сопротивление 5 атм.

Вот некоторые дополнительные советы:

• Не забудьте закладывать в расчеты небольшой запас 15% для учета повышенного потребления, например, в сезон активного полива.
• Уделите внимание утеплению скважины и самого трубопровода, если планируете использовать воду в зимнее время.
• Помните, что вопрос покупки насоса не единственный. Обязательно заложите в бюджет средства на оснастку и расходные материалы: различные фильтры, шланги, комплекты для подвешивания в скважину, обратные клапаны и др.
• Помните, имея собственную скважину и качественный надежный насос, вы обеспечиваете автономное водоснабжение и не зависите от коммунальных сетей.
• При анализе предложений различных производителей выбирайте проверенные марки, желательно с наличием представителей в вашем городе, чтобы была возможность официального сервиса и поддержки.

Периодическое осушение источника

Этот недуг чаще всего наблюдается, когда устанавливается погружной насос без предварительного расчета производительности скважины. Чрезмерно мощный насос в процессе работы может мгновенно привести к резкому падению уровня грунтовых вод, что в крайних случаях может вызвать временное осушение источника — в колодце просто перестанет быть вода, и насос начнет откачивать только ил и мусор.

Некоторые люди, которые занимаются выбором погружного насоса самостоятельно, совершают распространенные ошибки, приобретая устройства, мощность которых значительно превышает реальные потребности.

Погружной насос следует подбирать с умом. Нет смысла переплачивать за устройство, предназначенное для промышленных масштабов, если оно предназначено только для обслуживания небольшого водоснабжения или системы полива.

Обычно для стандартного домашнего хозяйства хватает погружного насоса с производительностью от 50 до 80 литров в минуту.

Чрезмерно мощный насос приведет к увеличению эксплуатационных затрат (из-за повышенного потребления электроэнергии), и его стоимость обычно оказывается выше. Поэтому лучше выбрать более слабый, но качественный и оптимально подобранный прибор.

Недостаточная мощность

Покупка чрезмерно мощного погружного насоса является такой же распространенной ошибкой, как и ситуация, когда приобретается устройство с недостаточной производительностью. Последнее может иметь гораздо более серьезные результаты. Слишком слабый насос будет постоянно вызывать негативные эмоции у членов семьи — он не сможет обеспечить необходимую подачу воды и достаточное давление в системе (поскольку накопительный бак наполняется слишком медленно). В итоге, может произойти так, что кто-то моет посуду, а другой уже не может комфортно принять душ.

Финальная проблема непосредственно связана с неправильным выбором погружного насоса для конкретной скважины, что создаёт серьезный риск быстрой поломки устройства. Как правило, это происходит из-за того, что покупатель не проводил анализ химического и физического составов воды.

Самостоятельная оценка качества воды не дает точных данных, и следовательно, невозможно определить, есть ли в ней повышенное содержание абразивных веществ. В таких случаях вам потребуется насос, предназначенный для работы в условиях повышенного содержания песка, который будет противостоять абразивным частицам. Обычный насос быстро выйдет из строя, что повлечет не только высокие затраты, но и прерывание водоснабжения на несколько дней — это значительно усложняет жизнь тем, кто зависит от собственного водозабора.

Резюмируя, можно сказать, что выбор погружного насоса лучше доверить специалистам.