Калькулятор расчета необходимой глубины всасывания для насосной станции

Тип насоса для скважины

Сразу несколько слов о типе установки насоса для скважины. Вообще бывают устройства погружные и поверхностные. Поверхностные хороши тем, что они всегда на виду и доступны, в источнике воды находится только шланг. Но есть одно «но» — у них максимальная глубина всасывания — порядка 8-10 метров. Скважины такой глубины если и бывают, то очень редко. Есть, конечно поверхностные насосы с эжектром. Они достать воду могут с глубины 20-30 метров, но у таких установок производительность низкая, а счетчик мотает с удвоенной силой. Так что выбора по сути нет — насос для скважины требуется только погружной.


Диафрагма в вибрационном насосе создает колебания воды

Наиболее широко распространены два типа погружных скважинных насосов: вибрационные и центробежные. Вибрационные привлекательный своей ценой — они стоят в разы меньше самых дешевых центробежных. Но их использовать для откачки питьевой воды очень не рекомендуют. Причины такие:

  • При работе вибрационный насос создает в воде ощутимые колебания, что поднимает осадок со дна. Потому подаваемая таким насосом вода никогда не будет прозрачной.
  • Существует устойчивое мнение, что использование вибрационных насосов значительно сокращает срок эксплуатации скважины — она быстрее заиливается.
  • Насос сильно бьется о стенки скважины и издает очень много шума. Биение можно ослабить надев страховочные резиновые кольца на корпус (если вся конструкция влезет в скважину), а с шумом ничего не сделаешь.
  • Отличаются эти насосы малой производительностью и глубиной, с которой они могут поднять воду.

То есть, вибрационные насосы для неглубоких скважин, из которых качают воду для полива. Тогда их применение оправдано.

Центробежный насос для скважины намного более производительное оборудование. Вода качается за счет вращения рабочих колес, которые создают разряжение в центре и повышенное давление на периферии. За счет высокого давления по краям вода поднимается вверх, а в зону пониженного давления в центре засасывается новая порция. Так и происходит подъем воды.


Разрежение создают рабочие колеса

Центробежные скважинные насосы шумят несильно, воду могут поднимать с больших глубин. Их недостаток — они чувствительны к механическим примесям, которые могут находится в воде — рабочие детали истираются. Потому подходят они только для чистой воды — максимальное содержание примесей — от 100 г/м3, у некоторых моделей с высокими оборотами ограничения еще больше — до 50 г/м3. Хорошие модели имеют несколько (до 10) рабочих колес, включением/выключением которых регулируется мощность потока.

Что нужно знать еще о насосной станции

Насосная станция не только должна обеспечивать подачу воды из скважины к потребителю, но и обеспечивать оптимальный напор. Ее можно располагать в самых разных местах системы водоснабжения. К примеру, если речь идет об обустройстве скважины общего назначения, то оптимальным вариантом можно считать монтаж погружного насоса. Но можно обустроить поверхностные насосы, которые располагаются на уровне земли и забирают воду из скважины через шланг. Правда, поверхностный насос не рекомендуется применять для забора воды из больших глубин. Как правило, глубина скважины в этом случае не превышает 9 метров. Для того, чтобы давление в системе было всегда стабильным, рекомендуется устанавливать специальный гидроаккумулятор. Конструктивно – это не что иное, как самый обычный бак, который внутри имеет специальную упругую перегородку (чаще всего – резиновую). Когда давление повышается, перегородка растягивается, а когда понижается – то сжимается, выдавливая необходимый запас воды в систему. Вместо перегородки может применяться и упругая емкость. Но принцип работы тот же самый.

Насосная станция — комплексная система для перекачки жидкостей из одного места в другое.

Насосная станция предполагает и наличие узла управления, который должен определять, когда следует включить насос. Также обычно в комплекте идет манометр, который показывает существующее на настоящий момент давление воды в системе.

Проблемы и решения

  1. Почему насосная станция Джилекс не держит давление в гидроаккумуляторе (см. Почему насосная станция не держит давление)?

Вот список возможных причин неисправности, типичный для устройств всех производителей:

Отсутствие, загрязнение, неправильный монтаж или неисправность обратного клапана на всасывающем патрубке или на вводе водоснабжения. Стрелка на корпусе клапана должна указывать в сторону насоса, а сам он должен пропускать воду только в одном направлении;

Устройство пружинного обратного клапана

Отсутствие воздуха с избыточным давлением в воздушном отсеке мембранного бака. Чтобы убедиться в отсутствии или наличии этой неисправности, нажмите на шток ниппеля. Если оттуда не поступает ни воздух, ни вода — гидроаккумулятор нужно просто-напросто накачать;

Накачка гидроаккумулятора автомобильным компрессором

Разрыв мембраны гидроаккумулятора. В этом случае из ниппеля при нажатии на его шток начинает капать вода. Мембрана меняется на новую после отключения воды и вскрытия бака ресивера;

На фото — замена мембраны в гидроаккумуляторе насосной станции

  • Мощности насоса не хватает для создания напора, соответствующего настройкам автоматического реле. Признак наличия этой проблемы — непрерывная, без отключений, работа насоса. Проблема устраняется путем регулировки реле;
  • Утечки воды (прежде всего течи напроток сливных бачков в туалетах). При утечках насос периодически включается в отсутствие разбора воды через смесители. Проблема устраняется регулировкой, ремонтом или заменой заливных или сливных клапанов в бачках.

Регулировка арматуры сливного бачка

  1. Почему в систему водоснабжения с насосной станцией попадает воздух?

Вероятная причина — негерметичность всасывающей трубы (разрыв или неплотное соединение с всасывающим патрубком насоса или обратным клапаном). Проблема устраняется герметизацией соединений или заменой трубы.

Насос может засосать воздух при негерметичности соединения с всасывающей трубой

Насосная станция дождевого стока с регулирующими резервуарами

Необходимо запроектировать насосную станцию дождевого стока (ЛНС) с регулирующими резервуарами. Главная задача определить производительность насосов и объем регулирующего резервуара.

В дождевом стоке очень большой секундный расход, экономически целесообразно устанавливать перед ЛНС регулирующие резервуары.  Резервуары будут выполнять функцию усреднения расчетного расхода. Тем самым мы значительно  уменьшим производительность насосов, габаритные размеры ЛНС и потребляемую электроэнергию ЛНС.

Схема проектирования следующая: Весь расчетный расход дождевых вод поступает в регулирующие резервуары. Из резервуаров сток самотеком поступает в ЛНС. ЛНС и резервуары выполнены по принципу сообщающих сосудов. Т.е.

максимальный уровень в них на одной отметке. Минимальный уровень в ЛНС ниже дна резервуаров. Включение насосов в ЛНС начинается от среднего уровня воды в ЛНС. Отключение насосов от минимального уровня воды в ЛНС.

Расчет выполнен по ФГУП «НИИ ВОДГЕО», Приложение 8.

  • Рабочий объем резервуара насосной станции Wнс при максимальной производительности насосов Qнс рассчитывается по формулам:
  • Wнс=(0,06*Qr*tr/(2-n))*((Tkнс/tr)2-n— (Tннс/tr)2-n — (Tннс/tr — 1)2-n — Qнс*(2-n)*(Tkнс/tr — Tннс/tr )/Qr) 
  • Tннс = tr*(Qнс/Qr)1/(1-n),
  • Qнс = Qr *((Tkнс/tr)1-n — (Tkнс/tr -1)1-n)
  • где Wнс − рабочий объем резервуара насосной станции, м3; Qнс − максимальная производительность насосной станции, л/с; Тннс − момент времени, при котором расход дождевого стока, поступающего в насосную станцию, начинает превышать ее максимальную производительность, мин; Ткнс − момент времени, при котором расход дождевого стока, поступающего в насосную станцию, перестает превышать ее максимальную производительность, мин.

Примечание: Как видно из формул, в расчете две неизвестные — производительность насосов и объем регулирования. Т.е. необходимо подобрать эти два значения таким образом, чтобы оба сооружения были экономически целесообразны — чтобы можно было подобрать насосы и при этом резервуары были адекватных размеров.

Расчет в ручном режиме — очень трудоемкий. Рекомендую выполнить расчет в экселе. Что значительно упрощает и ускоряет процесс вычисления, так же исключает ошибки арифметики. Так же Вы можете воспользоваться калькулятором для выполнения данного расчета — см.

 Объем регулирующего резервуара и производительность ЛНС

Где: Qr=557,93л/с (из расчета дождевого стока)

Принимаем производительность насосной станции 220л/с. Из расчета дождевого стока: tr=14,73, n=0.59. Подставляем все значения в формулы и определяем неизвестные. 

  1. Tннс =14,73*(220/557,93)1/(1-0,59) = 1.52
  2. 220=557,93*((Tkнс/14,73)1-0,59 — (Tkнс/14,73 -1)1-0,59)
  3. Получаем: Тнск=24,013
  4. Wнс=(0,06*557,93*14,73/(2-0,59))*((24,013/14,73)2-0,59— (1,52/14,73)2-0,59 — (24,013/14,73 — 1)2-n — 220,0*(2-0,59)*(24,013/14,73 — 1,52/14,73 )/557,93) = 203,08 м3
  5. Принимаем регулирующий объем для насосной станции:

Wрег.=219,2м3 (из них 200 м3 объем резервуаров, 19,2 м3 объем в насосной станции).

Производительность насосной станции составит:

Q=220л/с

Для насосной станция ливневого стока (ЛНС) принимаем третью категорию надежности. Принимаем два рабочих насоса с производительностью 110л/с каждый.

  • Один резервный насос хранится на складе.
  • Напор насосов составит:
  • Напорный трубопровод Д=400мм (напорный полиэтилен), V=2,25м/с, 1000i=10.389:
  • Н=(155,90-144,62)+1,5+1,1*1095*0,010389+0,5=25,8м
  • Где: 1,5м – потери в насосной станции;
  • 0,5м – напор на излив в колодце-гасителе;
  • 1095м- длина напорного участка от насосной станции до колодца-гасителя;
  • 155,90 – отметка напорного трубопровода при входе в колодец-гаситель;
  • 144,62 – отметка минимального уровня воды в насосной станции

В ЛНС предусматриваем установку двух рабочих погружных насосов марки Grundfos S2.100.200.500..4.62L.S.290.G.N.D, производительностью 110л/с каждый, напором 25,8м, 50кВт, 380В. Предусматриваем хранение одного резервного насоса на складе.

Подбор центробежного насоса

Для подбора центробежного насоса используют графическую зависимость напора от подачи, которая индивидуальна для каждой модели и приводится в каталогах производителей.

Методика подбора центробежного насоса зависит от возложенных на него задач. Чтобы подобрать повысительный насос — задаются подачей и с оси абсцисс проводят перпендикуляр на кривую характеристики насоса, полученная рабочая точка определит напор при заданной подаче.

Циркуляционный насос подбирают, накладывая на характеристику насоса, гидравлическую характеристику циркуляционного кольца, отображающую зависимость потерь напора от протекающего расхода. Рабочая точка будет находиться в точке пересечения характеристик насоса и циркуляционного кольца.

Если заданным параметрам соответствует несколько моделей, выбирают менее мощный насос работающий в режиме с большим КПД. Подбирая центробежный насос для сети с изменяющимся расходом воды, лучше отдать предпочтение модели с более пологой напорной характеристикой и широким диапазоном подачи.

Шумовые характеристики, часто становятся преобладающим параметром при подборе насосов для установки в жилых домах. В таких случаях рекомендуется выбрать насос с электродвигателем меньшей мощности и частотой вращения не более 1500 оборотов в минуту.

Автоматизация насосного оборудования

Для нормального функционирования такие насосы должны потреблять электроэнергию. На сегодняшний день электричество не является дешевым, поэтому многие задумываются о том, как сделать работу насоса более экономной с точки зрения потребления электроэнергии.

Устройство отопительной системы в частном доме — дело нужное и крайне важно, когда вы хотите создать максимально комфортные температурные условия проживания в нем. Наиболее эффективно работающим тепловым блоком является обвязка с принудительной циркуляцией теплоносителя по магистрали. Чтобы реализовать такую задачу, следует дооборудовать систему насосной установкой

Вот только вся проблема в том, что необходимо подобрать подобное оборудование по производительности, ведь именно от этого зависит эффективность функционирования всего контура. А как правильно рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, вы узнаете из этой статьи

Чтобы реализовать такую задачу, следует дооборудовать систему насосной установкой. Вот только вся проблема в том, что необходимо подобрать подобное оборудование по производительности, ведь именно от этого зависит эффективность функционирования всего контура. А как правильно рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, вы узнаете из этой статьи.

Особенности режимов работы

Безбашенная система предусматривает подачу воды непосредственно потребителю, и в связи с этим используемые здесь насосы должны полностью обеспечивать подачу в необходимом объеме в пиковые моменты потребления воды . Обычно строится график работы сети, совмещенный с расписанием работы насосной станции, что позволяет оценить обеспеченность водой в различные моменты времени. В большинстве случаев такие системы имеют большое количество насосов. 

При наличии в системе водоснабжения напорного аккумулятора максимальная подача воды станцией принимается меньшей по сравнению с максимально возможным часовым расходом, а сам график работы станции приближают к графику расхода воды, но в точности они совпадают не всегда, так как вследствие неравномерного потребления воды при полном совпадении графиков выключение и включение насосных агрегатов будет происходить слишком часто, что увеличит нагрузку на систему. 

При этом если воды подается больше, чем необходимо, то излишки подаются в аккумулирующую емкость и в дальнейшем за счет этого объема воды покрывается недостача в пиковые моменты водопотребления. 

Проводя расчет насосной станции второго подъема нужно определить оптимальный режим работы с низкой периодичностью включения насосов и минимально возможным объемом аккумулирующей емкости. Работа станции может быть двух- или трехступенчатой – так называют количество одновременно включенных насосов. 

Рекомендуемые режимы работ 

Для систем с подачей менее 15 000 кубометров воды в сутки рекомендуется использовать равномерный режим работы, а при большей подаче использовать такой режим нецелесообразно, так как потребуются достаточно большие аккумулирующие емкости. 

Так, если работа станции ступенчатая, то объем емкости составляет 2,5-6% от подачи воды за сутки, при равномерной работе объем емкости должен находиться в пределах 8-15% суточной подачи. Из чего следует, что расчет насосной станции и выбор режима во многом обусловлен объемом имеющейся аккумулирующей емкости. 

Выбор режима работы в любом случае должен иметь соответствующее техническое и экономическое обоснование, при этом должны быть учтены и местные особенности. 

Вместимость аккумулирующей емкости 

Произведя анализ работы насосных станций легко можно увидеть, что при ступенчатом режиме работе возможно уменьшение объема бака и уменьшение высоты подъема воды, что обусловлено уменьшением высоты установки бака. В целом расчет насосной станции показывает, что при организации ступенчатой работы объем бака может быть втрое меньшим, но при этом будет увеличена площадь самой станции, что обусловлено увеличением числа используемых насосов и увеличением вместимости резервуаров для насосов первого подъема, которые в большинстве случаев работают равномерно. 

Также при ступенчатой работе насосных агрегатов должен быть увеличен диаметр водопроводов, так как пропуск воды в таком случае должен быть большим, нежели при их равномерной работе. При этом опытным путем установлено, что для небольших водопроводов выгодна равномерная работа, а для больших водопроводов целесообразнее использовать ступенчатый режим работы. Средние водопроводы имеют зависимость от длины водовода, чем он длиннее тем, предпочтительней равномерная работа.

Основные параметры для определения размеров помещения насосной станции:

При определении площади помещения насосной станции ширину проходов следует принимать, не менее:

-между насосами или электродвигателями — 1 м;

-между насосами или электродвигателями и стеной в заглубленных помещениях — 0,7 м, в -прочих — 1 м; при этом ширина прохода со стороны электродвигателя должна быть достаточной для демонтажа ротора;

-между компрессорами или воздуходувками — 1,5 м, между ними и стеной — 1 м;

-между неподвижными выступающими частями оборудования — 0,7 м;

-перед распределительным электрическим щитом — 2 м.

— проходы вокруг оборудования, регламентируемые заводом-изготовителем, следует принимать по паспортным данным.

Для агрегатов с диаметром нагнетательного патрубка до 100 мм включительно допускаются: установка агрегатов у стены или на кронштейнах; установка двух агрегатов на одном фундаменте при расстоянии между выступающими частями агрегатов не менее 0,25 м с обеспечением вокруг сдвоенной установки проходов шириной не менее 0,7 м.

Размеры ворот или дверей следует определять исходя из габаритов оборудования или транспортного средства с грузом.

При высоте до мест обслуживания и управления оборудования, электроприводов и маховиков задвижек (затворов) более 1,4 м от пола следует предусматривать площадки или мостики, при этом высота до мест обслуживания и управления с площадки или мостика не должна превышать 1 м.

При отсутствии дистанционного или автоматического управления запорную арматуру диаметром 400 мм и менее следует предусматривать с ручным приводом, диаметром более 400 мм — с электрическим приводом.

При прокладки трубопроводов в каналах, габариты каналов следует принимать:

— при диаметре труб до 400 мм — ширину на 600 мм, глубину на 400 мм больше диаметра;

— при диаметре труб 500 мм и выше — ширину на 800 мм, глубину на 600 мм больше диаметра;

В местах установки фланцевой арматуры следует предусматривать уширение канала. Уклон дна каналов к приямку следует принимать не менее 0,005.

Варианты организации водоснабжения ↑

Существует несколько вариантов создания водообеспечения дома. Все зависит от способа получения воды, будет это вода из скважины или из колодца, от глубины и производительности, а также от уровня воды в колодце или скважине. Чтобы правильно выбрать насосную станцию, следует знать особенности их установки, комплектацию и условия эксплуатации, а также иметь заранее подготовленный проект водоснабжения дома.

Насосные станции любого типа имеют схожую конструкцию и отличаются между собой способом забора воды, осуществляемым через колодец или скважину, и рабочими характеристиками. Полностью установленная и рабочая насосная станция включает в себя насос, гидроаккумулятор (бак большого объема порядка 80 литров), реле управления и соединяющий шланг. Такую стандартную, собранную на заводе, насосную станцию можно найти практически в любом магазине, который специализируется на товарах для загородных домов и дач.

Определение параметров резервуара при расчете канализационной насосной станции

Для расчета емкости накопителя канализационной насосной станции основное значение имеют два параметра – это гидравлическая составляющая и количество запусков установленных агрегатов. Объем накопительной емкости складывается из двух величин. Первая из них – это минимально допустимая емкость приемника, вторая – эффективный размер накопительного резервуара. Количество запусков агрегатов за час не может быть больше значения, определенного техническими условиями. Число запусков регламентируется конструкторами при проектировании оборудования.

Эффективная емкость накопителя, которая принимается равной разности в уровне жидкости между запуском и остановкой агрегата, должна соответствовать параметрам насосного оборудования. То есть для откачки стоков из резервуара насос должен запускаться определенное количество раз, не превышающее заявленные характеристики. Интервал работы насосного оборудования рассчитывается как сумма времени заполнения и опустошения накопительной емкости.

Виды насосных станций

При выборе в первую очередь следует уделить внимание компании-производителю. Данное приобретение делается на много лет, стоит оно немало, поэтому экономия на данном этапе может вылиться в бесконечные проблемы в будущем

Поверхностные системы

Поверхностные устройства предназначены для работы на глубине до 8 метров. Станции справляются с загрязненными потоками, не боятся попадания воздушных масс в систему. Основной негативный момент, с которым сталкиваются пользователи, повышенный уровень шума, что вполне решается установкой насосного оборудования в кессоне либо в пристройке.

Поверхностные станции подразделяются:

  • на центробежные, которые могут поднимать воду с глубины до 9 м;
  • вихревые. Их можно применять для увеличения давления жидкости в системе. Могут работать на небольших глубинах. Основное их преимущество – компактные размеры, простой монтаж, доступность к узлам или элементам для проведения техобслуживания или ремонта и невысокая стоимость.

Поверхностная насосная станция для дачи

Погружные системы

Погружное оборудование способно поднимать водные массы с глубины до 50 м. Основное отличие от аналогов – установка непосредственно в скважине (колодце). Этот момент несколько ухудшает доступ к узлам для устранения неисправностей насосной станции для частного дома.

Стоимость погружной станции достаточно высокая, но в качестве бонуса оборудование имеет ряд положительных моментов:

  • установки с достаточно долгим сроком функционирования;
  • возможность работы с большими глубинами;
  • широкий выбор моделей разных технических характеристик;
  • стационарная установка;
  • работа в бесшумном режиме;
  • защита от сухого хода и перегрева;
  • повышенная надежность.

Погружная станция

Подключение насосной станции

Выбрать оборудование и место для установки — это пол дела. Еще надо правильно все связать в систему — источник воды, станцию и потребителей. Точная схема подключения насосной станции зависит от выбранного места. Но в любом случае есть:

  • Всасывающий трубопровод, который опускается в скважину или колодец. Он идет до насосной станции.
  • Сама станция.
  • Трубопровод, идущий к потребителям.

Все это так, только схемы обвязки в зависимости от обстоятельств будут меняться. Рассмотрим наиболее распространенные случаи.

Водоснабжение из колодца для постоянного проживания

Если станция ставится в доме или в кессоне где-то на пути к дому, схема подключения одинакова. На подающем трубопроводе, опущенном в колодец или скважину устанавливается фильтр (чаще всего — обычный сетчатый), после него ставится обратный клапан, затем уже идет труба. Зачем фильтр — понятно — для защиты от механических примесей. Обратный клапан нужен для того, чтобы при отключении насоса вода под собственным весом не стекала обратно. Тогда насос будет включаться реже (дольше прослужит).

Схема установки насосной станции в доме

Труба выводится через стену колодца на глубине чуть ниже уровня промерзания грунта. Далее идет в траншее на той же глубине. При прокладке траншеи ее надо делать прямой — чем меньше поворотов, тем меньше падение давления, а значит, с большей глубины можно качать воду.

Для уверенности, можно трубопровод утеплить (сверху уложить листы пенополистирола, а потом засыпать песком, а после — грунтом).

Вариант прохода не через фундамент — необходим обогрев и серьезное утепление

При входе в дом подающая труба проходит через фундамент (место прохода тоже утеплить), в доме уже может подниматься к месту установки насосной станции.

Этот способ установки насосной станции хорош тем, что если все сделано верно, работает система без проблем. Неудобство в том, что требуется копать траншеи, а также выводить/вводить трубопровод через стенки а также в том, что при появлении течи локализовать повреждение сложно. Для минимизации шансов появления течи берите проверенные качественные трубы, укладывайте целый кусок без соединений. Если соединение есть, сделать желательно смотровой колодец.

Детальная схема обвязки насосной станции при подключении к колодцу или скважине

Также есть способ уменьшения объема земляных работ: проложить трубопровод выше, но хорошо его утеплить и дополнительно использовать греющий кабель. Это может быть единственным выходом, если на участке высокий уровень подземных вод.

Есть еще один важный момент — крышка колодца должна быть утеплена, так же как и кольца снаружи до глубины промерзания. Просто участок трубопровода от зеркала воды до вывода в стену не должен замерзать. Для этого и требуются меры по утеплению.

Подключение насосной станции к водопроводу

Часто насосную станцию ставят для повышения давления в водопроводе при централизованном водоснабжении. В этом случае на вход станции подключается водопроводная труба (тоже через фильтр и обратный клапан), а выход идет на потребителей.

Схема подключения насосной станции к водопроводу

На входе желательно поставить запорный кран (шаровый) чтобы при необходимости можно было отключить вашу систему (для ремонта, например). Второй запорный кран — перед насосной станцией — нужен для ремонта трубопровода или самого оборудования. Тогда на выходе тоже имеет смысл поставить шаровый кран — чтобы при необходимости отсечь потребителей и не сливать воду из труб.

Подключение к скважине

Если глубины всасывания насосной станции для скважины достаточно, подключение ничем не отличается. Разве только тем, что трубопровод выходит в том месте, где заканчивается обсадная труба. Тут обычно устраивают приямок-кессон, тут же можно и насосную станцию поставить.

Установка насосной станции: схема подключения к скважине

Как и во всех предыдущих схемах на конце трубы устанавливается фильтр и обратный клапан. На входе можно через тройник поставить заливной кран. Он понадобится при первом пуске.

Основное отличие такого способа установки в том, что трубопровод до дома идет фактически по поверхности или закопан на небольшую глубину (не у всех сделан приямок ниже глубины промерзания). Если насосная станция установлена на даче ничего страшного, на зиму оборудование обычно убирают. Но если водопровод планируется использовать и зимой, его надо подогревать (греющим кабелем) и утеплять. Иначе работать не будет.

https://youtube.com/watch?v=_d3RXbFArls

Оцените статью