Как выбрать насос для водоснабжения. Выбор конструкции.

Помощь в выборе насоса для водоснабжения. Выбор конструкции насоса. 

Одной из первых проблем, с которыми сталкиваются будущие домовладельцы, является водоснабжение. И если на период строительства можно обойтись колодцем, то будущий дом потребует подачи в дом как питьевой воды, так и воды для хозяйственных нужд. Как правильно выбрать насос, чтобы вода была всегда и в нужном объеме?

Выбор бытового насоса, который позволит добывать воду скважины, колодца или природного источника (озеро, речка) зависит от двух факторов:

• на какой глубине расположен водоносный слой;

• какую вы хотите получить систему – только для полива или полноценную систему водоснабжения коттеджа.

Если источник воды находится на глубине не более 8-ми метров, то оптимальным является применение самовсасывающего насоса, который обычно располагают в специально оборудованном приямке возле источника воды. Забор воды осуществляется с помощью недеформируемого всасывающего шланга или трубопровода (из пластиковых или стальных труб).

Для защиты насосной части и системы водоснабжения от грязи на всасывающем шланге рекомендуется устанавливать фильтр грубой очистки (сетку) и обратный клапан.

Если вода находится на глубине более 8-ми метров, рекомендуется использовать скважинный насос.

Если воду можно добыть только из глубокой скважины, то подойдет скважинный насос. Если же глубина залегания воды небольшая (до 8-ми метров), может подойти как погружной, так и поверхностный насос. Если предполагается качать питьевую воду из колодца, а для полива участка – из речки или озера, подойдет поверхностный насос с переносным шлангом. От погружного насоса нужно отсоединять шланг, извлекать насос из колодца, потом делать все в обратном порядке. Погружной насос висит на специальном нержавеющем тросе или синтетической веревке в колодце, и снаружи его почти не слышно, создаваемого напора и производительности вполне достаточно, чтобы просто набрать воды. Однако если неглубокий источник воды находится вне участка, лучше приобрести поверхностный насос. Тогда сам насос можно установить на своем участке, а за его пределы протянуть только шланг.

Первое, что необходимо знать при выборе насоса для водоснабжения и повышения давления – что является источником воды. В зависимости от типа источника выбирается место установки насоса и его конструкция. С этим поможет определиться небольшая таблица:

Самовсасывающие насосы благодаря своей конструкции способны самостоятельно всасывать воду с глубины до 8-ми метров. Некоторые модели самовсасывающих насосов способны всасывать воду с глубины до 9-ми метров. Чем дальше насос удален от источника, тем меньше его всасывающая способность, поэтому место монтажа такого насоса должно быть как можно ближе к источнику воды. Если самовсасывающий насос не удастся расположить достаточно близко к источнику или вода находится на слишком низком уровне (на глубины больше 8-ми метров), вместо поверхностного насоса лучше использовать погружной насос (колодезный или скважинный).

Нормальновсасывающие насосы разработаны для того, чтобы увеличивать напор в водопроводной сети там, где напора недостаточно для хорошего водоснабжения, то есть в качестве насосов повышения давления. Также они могут использоваться при водоснабжении из емкости, находящейся, как правило, на уровне или выше уровня установки насоса.

Колодезные насосы погружаются непосредственно в колодец или любую емкость достаточных размеров. Данная конструкция отличается относительно бесшумной работой. Следует лишь следить за тем, чтобы уровень воды не опускался ниже критического, при котором насос начнет засасывать воздух. Некоторые модели насосов снабжены поплавковыми выключателями, позволяющие избежать работы насоса без воды, с так называемым «сухим» ходом.

Скважинные насосы достаточно компактны в диаметре (имеют небольшое поперечное сечение) и могут устанавливаться в специально пробуренные скважины с диаметром, который должен превышать диаметр устанавливаемого насоса примерно на (20 … 30) мм (миллиметров) для нормальных условий охлаждения электродвигателя. Скважинные насосы создают высокие напорные характеристики, вполне достаточные для подачи воды потребителю с большой глубины.

Подбор насоса по гидравлическим характеристикам.

Пример подбора насоса для системы водоснабжения № 1

Чтобы рассчитать требуемую величину напора, можно принять следующее:

1. Геометрическая высота между уровнем расположения насоса и самой высокой точкой водоразбора: H_гео = 6 [м]

2. Разность высот между насосом и уровнем воды в самой низшей точке X = 3 – 2 = 1 [м]

3. Для простоты расчетов принимаем, что потери напора по длине трубопровода H_пот примерно составляют около 20 % от общей длины трубопровода, то есть высчитываем сначала общую длину трубопровода L, которая примерно равна: L = 1 + 10 + 6 = 17 [м].

Затем рассчитаем величину потерь: H_пот = 0,2 × L = 0,2 × 17 = 3,4 ≈ 3 [м].

4. H_потр = (15 ... 30) [м] – давление P, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления, как правило, для всех потребителей бытового назначения, должно быть от 1,5 до 3,0 бар (bar), что соответствует напору от 15-ти до 30-ти метров. Принимаем для нашего примера давление P, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления: P = 2,0 бар (bar), что соответствует напору

H_потр = 20 метров.

5. Напор, создаваемый насосом, должен составлять: H = H_гео + H_пот + H_потр [м].

Подставим значения и вычислим напор, создаваемый насосом: H = 6 + 3,4 + 20 = 29,4 [м]. Общий необходимый напор, создаваемый насосом, должен быть равен 29,4 м.

6. При необходимости полива сада с использованием кранов, расположенных в доме, следует принять значение производительности равным Q = (2 … 3) м³/ч. Для нашего примера принимаем значение производительности: Q = 3 м³/ч.

Выбор насоса для водоснабжения определяется следующими параметрами: Q = 3 м³/ч; H = 29,4 м.

 Пример подбора насоса для системы водоснабжения № 2

Выбираем систему водоснабжения коттеджа из открытого колодца с уровнем установки колодезного насоса на отметке 10-ть метров ниже уровня поверхности земли. Дом не имеет цокольного этажа и в нем проживают 4 человека. Кроме того, владелец собирается поливать садовый участок и мыть машину. Источник воды расположен на расстоянии 20-ти метрах от дома, а наивысшая точка водоразбора – в 6-ти метрах над уровнем земли. Уровень грунтовых вод находится слишком глубоко, чтобы использовать самовсасывающий насос. Необходимо установить погружной насос.

Рассмотрите подробнее на рисунке схему установки.

Чтобы рассчитать требуемую величину напора, создаваемого насосом, нужно учитывать следующее:

1. Геометрическая высота между точкой расположения колодезного насоса и самой высокой точкой водоразбора: H_гео = 10 + 6 = 16 [м].

2. Для простоты расчетов принимаем, что потери напора по длине трубопровода H_пот примерно составляют около 20 % от общей длины трубопровода, то есть высчитываем сначала общую длину трубопровода L, которая примерно равна: L = 10 + 20 + 6 = 36 [м].

Затем рассчитаем величину потерь: H_пот = 0,2 × L = 0,2 × 36 = 7,2 ≈ 7 [м].

3. H_потр = (15 ... 30) [м] – давление P, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления, как правило, для всех потребителей бытового назначения, должно быть от 1,5 до 3,0 бар (bar), что соответствует напору от 15-ти до 30-ти метров. Принимаем для нашего примера давление P, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления: P = 2,0 бар (bar), что соответствует напору

H_потр = 20 метров.

4. Напор, создаваемый насосом, должен составлять: H = H_гео + H_пот + H_потр [м].

Подставим значения и вычислим напор, создаваемый насосом: H = 16 + 7,2 + 20 = 43,2 [м]. Общий необходимый напор, создаваемый насосом, должен быть равен 43,2 м.

5. При необходимости полива сада с использованием кранов, расположенных в доме, следует принять значение производительности равным Q = (2 … 3) м³/ч. Для нашего примера принимаем значение производительности: Q = 3 м³/ч.

Пример подбора насоса для системы водоснабжения № 3

Чтобы рассчитать требуемую величину напора, создаваемого насосом, нужно учитывать следующее:

1. Геометрическая высота между точкой расположения насоса и самой высокой точкой водоразбора: H_гео = 25 + 6 = 31 [м].

2. Для простоты расчетов принимаем, что потери напора по длине трубопровода H_пот примерно составляют около 20 % от общей длины трубопровода, то есть высчитываем сначала общую длину трубопровода L, которая примерно равна: L = 25 + 15 + 6 = 46 [м].

Затем рассчитаем величину потерь: H_пот = 0,2 × L = 0,2 × 46 = 9,2 ≈ 9 [м].

3. H_потр = (15 ... 30) [м] – давление P, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления, как правило, для всех потребителей бытового назначения, должно быть от 1,5 до 3,0 бар (bar), что соответствует напору от 15-ти до 30-ти метров. Принимаем для нашего примера давление P, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления: P = 2,0 бар (bar), что соответствует напору

H_потр = 20 метров.

4. Напор, создаваемый насосом, должен составлять: H = H_гео + H_пот + H_потр [м].

Подставим значения и вычислим напор, создаваемый насосом: H = 31 + 9,2 + 20 = 60,2 [м]. Общий необходимый напор, создаваемый насосом, должен быть равен 60,2 м.

5. При необходимости полива сада с использованием кранов, расположенных в доме, следует принять значение производительности равным Q = (2 … 3) м³/ч. Для нашего примера принимаем значение производительности: Q = 3 м³/ч.

Выбор насоса для водоснабжения определяется следующими параметрами: Q = 3 м³/ч; H = 60,2 м.

Более точный расчет производительности следует производить с учетом двух основных критериев подбора.

Согласно Строительным Нормам и Правилам (сокращенно СНиП), суточное потребление воды на человека составляет 200 литров. Поэтому легко подсчитать необходимое количество воды – достаточно умножить количество людей, постоянно проживающих в доме, на 200 литров в сутки. Дополнительный показатель – это максимальный расход, который определяется возможностью одновременного пользования несколькими точками потребления воды.

1. Расход в точке потребления.

2. Потери производительности по длине трубопровода от насоса до точки потребления.

Для более точного определения расхода потребления воды, нужно использовать приблизительные готовые данные (можно условно принять считать, как стандартные, наиболее часто используемые).

Примерный расход воды из потребителей:

• умывальник — 6 л/мин;

• туалет — 4 л/мин;

• посудомоечная машина — 8 л/мин;

• душ — 10 л/мин;

• поливочный кран — 18 л/мин;

• стиральная машина — 10 л/мин;

• бассейн — 15 л/мин;

• полив газонов и цветников требует до 6 л/мин воды на один м², расход при этом зависит также от способа орошения и интенсивности полива;

• сауна или баня потребует около 16 л/мин.

На практике обычно считается расход из одного открытого крана равен 10 литрам/минуту.

Возьмем для примера смеситель в ванной. По опыту для комфортного использования смесителя необходимо, чтобы расход воды на выходе примерно равнялся 15 литрам в минуту. Эту величину и возьмем для стандарта по подбору расхода в данной задаче.

Но ведь у нас не одна точка водоразбора, тогда необходимо рассчитать общий поток для всех точек потребления. Соответственно расход всех точек потребления необходимо суммировать и найти максимальный показатель расхода.

Предположим, у нас имеется две ванны и кухня. И представим, к примеру, что в первой ванной работает душ, во второй — непосредственно смеситель и стиральная машина, на кухне открыт кран и работает посудомоечная машина.

Суммируем расходы из всех точек потребления 10 + 15 + 10 + 6 + 8 = 49 литров в минуту — получили наш расход из пяти основных потребителей.

Можем подбирать необходимую производительность насоса с учетом примерного расхода.

Важно! При расчете максимальной производительности (объемной подачи) насоса или при установке насоса повышения давления необходимо брать запас не менее (40 … 50) % от суммарного максимально возможного водопотребления.