Загородные дома и дачные участки чаще всего располагаются в отдалении от основных инженерных коммуникаций. Вследствие этого их жильцам приходится самостоятельно решать проблему снабжения водой своих домовладений. Пласты с водой хорошего качества располагаются чаще всего на глубине 15 и более метров от поверхности земли. Чтобы добраться до них, приходится бурить довольно глубокую скважину.
Выполнение этой работы еще не решает поставленную задачу, так как воду из скважины невозможно поднять на поверхность при помощи ведра или бадьи, как в колодце. В этом случае используется специальная техника – насос. Возникает законный вопрос: какой скважинный насос нужен для водоснабжения? Чтобы правильно выбрать насос для скважины, следует учесть ряд нижеследующих обстоятельств.
Что следует учесть при выборе глубинного насоса для дома
Чаще всего глубина скважины составляет от 20 до 40 метров. Какой в этом случае агрегат подойдет? Чтобы определить, какой именно скважинный насос лучше подобрать, нужно учитывать множество факторов. К ним относятся следующие характеристики: точная глубина скважины и ее диаметр, скорость наполнения водой, качество проведенных буровых работ, величина необходимого напора и так далее.
Монтаж и ремонт такого рода оборудования требует наличия специальных знаний и умений. Выбрать насос для скважины более 20 метров заметно проще, посоветовавшись со специалистом. Можно считать вполне определенно, что цена изделия определяется как сложностью его конструкции, так и глубиной погружения.
Рассчитаем производительность насоса, исходя из расхода воды
Для правильного выбора насоса его производительность является важнейшей эксплуатационной характеристикой. Она определяется объемом жидкости, прокачиваемой агрегатом в единицу времени, и измеряется чаще всего в кубических метрах в час. При выборе глубинного насоса, прежде всего, следует учесть количество воды, необходимое для удовлетворения потребностей всех членов семьи, проживающих в доме. Агрегат должен обеспечивать подачу этого объема жидкости в водопроводную сеть.
Он определяется сложением параметров водозабора всеми приборами в жилых помещениях и хозяйственных постройках. Сюда следует прибавить расход воды на полив огорода.
Для средней семьи из трех человек будет достаточно агрегата, обеспечивающего подачу пятидесяти литров воды в минуту. Для надежности это значение лучше увеличить на десять процентов.
Вычисляем напор погружного агрегата по высоте подъема воды
Напор погружного агрегата определяется высотой, на которую он способен поднять водяной столб. Существуют специальные формулы расчета этого параметра, учитывающие множество факторов. Упрощенно величина необходимого напора, который должен обеспечивать погружной агрегат для конкретной скважины, определяется следующим образом.
К глубине скважины, выраженной в метрах, прибавляется цифра 30. Полученный результат увеличивается на десять процентов, итогом будет высота водяного столба, которую должен обеспечивать погружной насос. Например, если глубина скважины двадцать метров, то прибавив тридцать и увеличив сумму на десять процентов, получим пятьдесят пять метров. Именно такой напор должен обеспечивать погружной насос в данном случае.
Определяем глубину погружения насоса
Насосное оборудование должно постоянно находиться в толще воды, иначе оно быстро выйдет из строя из-за перегрева движущихся элементов его конструкции.
В техническом паспорте скважины всегда указываются ее характеристики, такие как статический и динамический уровни воды, а также определяемый притоком жидкости дебет. Статический уровень устанавливается в скважине после того, как из нее в течение некоторого времени не выкачивали воду. Высота получившегося водяного столба уравновешивает давление водоносного слоя, которое статично, таким образом, верхний уровень жидкости остается постоянным.
При откачке воды из скважины ее верхний уровень непостоянен, то есть изменяется динамически. Минимальный динамический уровень образуется при длительной работе погружного насоса, и выше этого уровня его располагать нельзя, иначе оборудование выйдет из строя. Минимальный динамический уровень зависит также от притока воды в скважину, то есть ее дебета.
Эти характеристики напрямую влияют не только на необходимую глубину погружения насоса, но и на такие его параметры, как мощность и производительность. Если скважина бурилась своими руками, никакой документации на водоносный источник, конечно же, нет. В этом случае для определения необходимой глубины погружения насоса подойдет простой практический способ. Он заключается в следующем:
- закрепленный на тросе погружной насос опускается на дно скважины;
- затем он поднимается приблизительно на два метра и включается;
- если при тестовом запуске в течение часа напор и качество воды хорошие, это положение оборудования пригодно для эксплуатации;
- при выходе загрязненной илом и песком жидкости насос поднимается на пятьдесят сантиметров, и тест повторяется;
- в случае резкого снижения напора выходящей воды насос немедленно выключается и опускается глубже;
- в найденном оптимальном положении насос фиксируется для постоянной работы.
Не забываем учесть диаметр скважины
Диаметр скважины должен позволять свободно поднимать и опускать насосное оборудование, это необходимо учитывать при его выборе. Стены скважины образованы трубой. Лучше использовать трубы диаметром четыре дюйма, вследствие того, что большинство модификаций погружных насосов рассчитаны на применение трубы такого диаметра, хотя иногда применяются и трехдюймовые трубы.
Выбираем необходимый вид насоса
Насосное оборудование для бытового использования подразделяется на два вида: поверхностные и погружные. Первый тип располагается рядом с источником или прямо на поверхности воды, удерживаемый поплавком. Работа поверхностных насосов основана на эффекте всасывания.
Эффективность работы подобного оборудования ограничивается высотой, на которую необходимо поднимать воду. Эта величина у поверхностных насосов не превышает восьми метров, поэтому используют их в колодцах и скважинах с расположением слоя воды менее восьми метров от поверхности. При работе они создают много шума, поэтому их устанавливают в отдельном помещении или закрывают специальным кожухом.
Для подъема воды из глубоких скважин используют погружные насосы. Они всегда располагаются в толще воды и соединены с водопроводной сетью трубами и шлангами. Питание электрической энергией осуществляется с помощью хорошо изолированной силовой шины. Защитная сетка предохраняет агрегат от попадания внутрь твердых механических частиц крупного размера. Погружные насосы обладают следующими преимуществами:
- отсутствием шума при работе;
- независимостью от температурных колебаний внешней среды;
- не перегреваются при эксплуатации;
- обладают отличной производительностью и напором.
Различают вибрационные, центробежные, винтовые и вихревые типы погружных насосов. Принцип действия вибрационного насоса основан на возвратно-поступательном движении якоря электродвигателя, соединенного с поршнем рабочего цилиндра. В результате создаваемого разряжения вода из скважины всасывается в цилиндр и затем выталкивается к потребителям. Долгий срок службы механизма определяется отсутствием в его конструкции вращающихся элементов.
В конструкции центробежных насосов применяется турбина с крыльчаткой. Центробежные силы создают разряжение в потоке жидкости по оси вращения турбины и ее повышенное давление на краях лопастей крыльчатки. Разница в давлении обуславливает требуемый напор воды на выходе агрегата.
В вихревых насосах установлена крыльчатка специальной формы. Помимо центробежного ускорения прокачиваемой жидкости, она формирует ее турбулентный поток, значительно повышающий напор на выходе агрегата. Насосы подобной конструкции предъявляют особые требования к чистоте обрабатываемой жидкости, и это является их недостатком.
Винтовые насосы, в основном, применяются в производственных условиях и довольно редки в быту. Их действие основано на повышении давления жидкости при вращении винтового ротора в спиральных прорезях статора. Наличие постоянно трущихся деталей конструкции требует регулярного технического обслуживания агрегата, что не всегда возможно в домашних условиях, поэтому широкого распространения в бытовых условиях они не получили.
Источник: SamoDelino.ru
Учет характеристик скважины
Перед приобретением подходящего насоса для скважины, необходимо уточнить ряд показателей своего сооружения:
- статический уровень;
- динамический уровень;
- дебит;
- отметку основания дна;
- диаметр трубы.
Если бурением скважины занималась специализированная буровая компания, то в соответствии с договором владельцу должны были предоставить ее технический паспорт. Все упомянутые выше характеристики должны быть в нем указаны. Однако, в случаях, когда скважина используется (или не используется) длительное время, не помешает эти сведения уточнить.
У владельцев скважин, которые были созданы собственными силами или с помощью наемных “шабашников”, разумеется, такого документа нет. Им предстоит изучить свою скважину самостоятельно и установить ее характеристики с помощью несложных измерений.
Статическим уровнем называют расстояние, которое разделяет постоянное зеркало воды и поверхность земли. Чтобы установить это расстояние, понадобится бечевка с привязанным к ней грузиком в форме цилиндра или конуса без дна.
Вместо них можно использовать пластиковую трубку. Потребуется также рулетка или линейка. Длина бечевки должна быть сопоставима с глубиной скважины.
Перед началом измерений нужно воздержаться от забора воды из скважины хотя бы в течение часа. За это время уровень воды должен стать максимальным. Теперь бечевку с грузом опускают в скважину до тех пор, пока груз не “хлопнет” о поверхность воды. Характерный звук обычно отчетливо слышен.
Остается сделать отметку на бечевке, вынуть ее из шахты и измерить подходящим инструментом. Первый показатель характеристик скважины определен. Динамическим уровнем считают расстояние от поверхности земли до минимального уровня воды в шахте скважины.
Чтобы определить динамический уровень, сначала скважину необходимо подготовить. Воду откачивают погружным насосом с высокой производительностью (его можно купить или одолжить), опуская его вниз по мере убывания воды.
Когда вода перестанет опускаться, можно считать, что минимальный уровень воды в шахте достигнут. Теперь нужно снова проделать операции с бечевкой, грузом и рулеткой. Измерения дадут новый показатель скважины – ее динамический уровень.
Сравнение этих данных – статического и динамического уровней – позволяет сделать предварительный вывод о производительности скважины. Чем меньше разница между этими показателями, тем быстрее восполняется столб воды, и тем более мощный насос можно использовать с таким сооружением.
Стоит отметить, что у хорошей артезианской скважины показатели динамического и статического уровня вполне могут совпадать, что говорит об исключительно высокой производительности такого сооружения. Это происходит, поскольку вода прибывает так же быстро, как и откачивается.
Разница уровней для высокопроизводительной скважины обычно не превышает одного метра. Сведения о динамическом уровне пригодятся при установке выбранного для скважины погружного насоса. Глубина его погружения должна на два метра превышать динамический уровень, чтобы устройство всегда находилось в воде.
Дебитом скважины называют количество воды, которое можно получить из нее в течение единицы времени. Его измеряют в следующих единицах: л/мин, куб. м/час, куб. м/день и т.п. Если при откачивании воды насосом высокой мощности изменение уровня воды незначительное, значит, вода прибывает быстро.
Можно считать, что дебит скважины большой и выбрать для нее насос с высокой производительностью. Вычисляя дебит скважины, следует помнить, что это не постоянная величина. В весенний период вода прибывает скважину быстрее, чем летом, а зимой этот процесс происходит медленнее.
Чтобы понять, что скважина заполнилась водой, и приток остановился, нужно просто измерить глубину уровня воды. Если он совпал с полученным ранее статическим уровнем, значит, скважина наполнена. Т.е. после откачки воды такие замеры придется выполнить несколько раз.
Если же вода быстро убывает, а прибывает медленно, понадобится установить точные объемы воды, которые можно получить из этой скважины. Необходимо взять емкость значительного и при этом известного объема. Чаще всего используют бочку, но это может быть какой-либо бак, ванна и т.п. Главное, знать объем жидкости, который в эту емкость помещается.
Сначала нужно опустить насос поближе к дну скважины и полностью выкачать из нее воду. Об этом сообщит характерный “всхлипывающий” звук работающего насоса.
Затем засекают время и дожидаются, когда статический уровень в скважине восстановится. После этого воду снова откачивают, измеряя ее объем. Простым делением кубических метров на часы или литров на минуты можно определить дебет своей скважины.
Этот показатель позволит подобрать насос, производительность которого будет соответствовать объемам воды, прибывающим в скважину. Если оборудование окажется слишком мощным, скважина опустеет, что может привести к работе насоса всухую, т.е. без воды. А это ведет к скорому повреждению оборудования.
Для определения отметки основания дна скважины, т.е. ее глубины, снова используют бечевку с увесистым грузом без полостей внутри. Теперь его опускают до самого дна, пока бечевка не ослабнет. После этого ее вынимают и измеряют.
Обычно меряют только влажную часть бечевки. Ее сухая часть соответствует статистическому уровню воды в скважине. Общая глубина скважины равна сумме двух величин: статического уровня и глубины до зеркала воды.
Диаметр скважины – это диаметр ее обсадной трубы. Для выбора погружного насоса следует учитывать внутренний диаметр, поскольку размеры насоса должны позволять свободно опустить его вниз, а при необходимости – достать обратно.
Разбор мелких нюансов
Качество бурильных работ – еще один момент, который нужно учитывать при выборе насоса для скважины. Если бурение выполнено с помощью профессионального оборудования и силами специализированной бригады, такая скважина считается более надежной.
Если же бурение выполняли шабашники или владельцы участка с помощью друзей-аматоров, качество скважины едва ли будет идеальным.
“Любительские” скважины, как показала практика, в большей степени подвержены процессам заливания и запесочивания. Поэтому для таких скважин рекомендуется использовать специальные насосы, разработанные для работы в сложных условиях. Оборудование этого типа стоит дороже.
Но оно лучше переносит ситуации, когда в них поступает вода с большим количеством загрязнений. При таких же нагрузках обычные насосы ломаются значительно чаще. У владельцев “ профессиональных ” скважин больше возможностей при выборе оборудования, поскольку они могут выбрать как универсальный, так и специальный насос.
Для подъема воды из глубины скважины на высоту не всегда удобно использовать резиновый шланг. В процессе работы насосного оборудования воздух внутри шланга становится редким, от этого стенки шланга схлопываются, и поступление воды прекращается. Предотвратить это явление просто: вместо резинового шланга следует использовать пластиковые конструкции подходящего диаметра.
Важный показатель при выборе насоса – примерный расход воды на один день. Это средняя величина, поскольку в летний период обычно потребление воды возрастает, а в зимний, напротив, снижается. Считается, что ежедневная норма потребления для семьи из трех-четырех человек составляет примерно 60-70 литров.
Эти цифры не учитывают расход воды на полив и другие хозяйственные нужды. Ежедневную норму следует увеличить в зависимости от количества растений на участке, наличия домашних животных и т.п.
Предусмотрительные хозяева выбирают для скважины чаще всего четырехдюймовые обсадные трубы, хотя конструкции с диаметром в три дюйма тоже используются в этом качестве. Дело в том, что значительная часть насосного оборудования рассчитана именно на более просторную четырехдюймовую трубу.
Чтобы перевести сантиметры в дюймы, следует разделить результат измерений рулеткой на 2,54, поскольку именно такому количеству сантиметров равен один дюйм.
Различия поверхностных и погружных агрегатов
Все бытовые насосы по месту монтажа разделяют на два типа: погружные и поверхностные. Первые опускают вниз почти до самого дна скважины. Вторые работают на поверхности. Их устанавливают обычно рядом с источником воды или прямо на поверхности воды с помощью специального поплавка.
В работе поверхностных моделей используется принцип всасывания. На эффективность работы такого насоса существенно влияет расстояние, на которое приходится поднимать воду. Обычно их применяют, только если глубина до зеркала воды составляет от восьми метров или меньше.
Если речь идет об абиссинском колодце, разумеется, поверхностный насос станет просто идеальным выбором, поскольку в речь идет об очень специфической скважине – узкой и неглубокой.
Но при эксплуатации фильтрационной или артезианской скважины поверхностный насос может просто не справиться с нагрузкой. В таком случае выбирать придется именно погружную модель.
Выбирая между погружным и поверхностным насосом, следует учесть гораздо более высокий уровень шума при работе последнего. Чтобы устранить эту неприятность, достаточно закрыть насос деревянным коробом или установить его в отдельном помещении.
Если поверхностные насосы втягивают воду, то погружные выталкивают ее наверх. При выборе такого насоса в первую очередь учитывают высоту, на которую придется подавать воду, вернее, расстояние от поверхности до насоса.
Поэтому к данным о динамическом уровне воды следует прибавить еще пару метров. Граничной считается высота в 40 метров. Если данные превышают эту цифру, придется подбирать насос повышенной мощности. В техническом паспорте каждого изделия указана максимальная высота, на которую он может подавать воду.
Визуально насосная техника высокой и малой мощности значительно различается. Более производительные погружные насосы имеют крупный корпус и весят заметно больше моделей, которые справляются с глубиной погружения до 40 метров.
Ориентируясь на глубину погружения, лучше отдать предпочтение агрегатам с некоторым запасом производительности. Если насос рассчитан на работу на глубине 60 метров, он больше подойдет для 50-метровой скважины.
Если же его опустить на предельную глубину, агрегату придется постоянно работать с максимальной нагрузкой, что увеличит скорость его износа и сократит срок эксплуатации. Для скважины с глубиной погружения 60 метров лучше взять насос, рассчитанный на работу на глубине 70 метров. Наличие автоматической защиты от “сухого хода” – важный момент при выборе насоса.
По самым разным причинам вода может перестать поступать к устройству. Если при этом насос продолжает работать, он может перегреться, сломаться, сгореть и т.п. При наличии соответствующей автоматики устройство будет отключено от питания, как только начнет работать на холостом ходу, что предотвратит появление неисправностей.
Специфика погружного насосного оборудования
По типу устройства различают центробежные и вибрационные насосы. В первых для подачи воды используется вращающийся диск с лопастями, во вторых – специальная мембрана, которая передает воду с помощью многочисленных колебаний. Эти особенности конструкции важны, поскольку они по-разному сказываются на целостности скважины.
Вибрационный насос+скважина: да или нет?
Можно ли устанавливать в скважину вибрационный насос? Эти модели относительно недороги, просты в эксплуатации и обладают производительностью, которая подходит для значительного количества скважин.
Множество специалистов категорически возражают против применения любой вибрационной техники в шахте скважины. Однако отзывы владельцев сообщают, что насосы этого типа вполне успешно используются без какого-либо ущерба для сооружения. Итак, какой насос – вибрационный или центробежный – для скважины лучше?
Возражения специалистов вполне обоснованы. Длительное вибрационное воздействие практически всегда негативно сказывается на состоянии окружающих объектов. Скважина – не исключение.
Вибрации от насоса, расположенного рядом с фильтром, влияют на состояние обсадной трубы и окружающего грунта, которые постепенно разрушаются. Вибрация может вызывать значительное ускорение процессов заиливания и запесочивания.
Но происходит это не сразу. Обычно скважины в течение некоторого времени успешно сопротивляются вибрационному воздействию. Поэтому с помощью такого насоса можно и раскачать скважину, и прочистить ее, и успешно эксплуатировать без видимого ущерба.
Но разрушение от вибрации все же происходит, хотя и не слишком быстро. Постоянное использование вибрационного насоса может заметно сократить срок службы сооружения.
При необходимости применение вибрационных моделей вполне приемлемо, но только как временный вариант. Но при первой же возможности следует заменить такой насос на более безопасное центробежное устройство.
Ориентиры выбора центробежного насоса
Для этого необходимо внимательно изучить технический паспорт центробежного устройства и выяснить несколько важных моментов:
- какова производительность насоса;
- подходят ли его размеры для скважины;
- с какой глубины он может поднять воду;
- каковы особенности его установки и эксплуатации;
- каким образом, и на каких условиях осуществляется гарантийное обслуживание и т.п.
Обычно консультанты дают вполне профессиональные рекомендации при выборе такого оборудования. Следует помнить, что многие производители указывают предельные, а не средние характеристики для насосов, поэтому нужно учитывать некоторый запас эксплуатационного ресурса.
Несколько слов о популярных моделях
Если принято решение использовать вибрационный насос, скорее всего, будет куплен “Малыш” или “Ручеек”. Эти модели отличаются хорошей производительностью, устойчивостью к поломкам и вполне демократичной ценой.
Их несложно прочистить или отремонтировать своими руками. Но для постоянного использования вибрационная техника не подходит, ее необходимо заменить как можно скорее.
Среди популярных марок погружных центробежных насосов стоит отметить “Водолей” и “Водомет”. Они очень похожи, но согласно отзывам пользователей “Водолей” заметно выигрывает в качестве и долговечности, хотя и стоит дороже.
Впрочем, и у “Водомета” есть свои приверженцы. Если повезет приобрести хорошо собранную модель, он продемонстрирует вполне приличные результаты.
Специальные скважинные насосы обойдутся в солидную сумму, но такие затраты со временем полностью себя оправдывают. В качестве примера такой техники стоит отметить модели 3STM2 и 4STM2 производства фирмы TAIFU.
Выводы и полезное видео по теме
Ролик #1. Наглядная информация о расчете дебита скважины и выборе подходящего насоса содержится в следующем видео:
Ролик #2. Изучение рекомендаций специалистов по обустройству скважин перед выбором погружного насоса:
Ролик #3. Пример расчетов при подборе погружного насоса Водолей для водозаборной выработки:
Итак, чтобы выбрать подходящий насос, необходимо точно изучить характеристики конкретной скважины. Следует также учитывать общую потребность семьи в чистой воде и разобраться с особенностями функционирования техники разного типа.
Хотите рассказать о том, как сами выбирали глубинный насос для скважины? Желаете поделиться информацией, полезной для нас и посетителей сайта, нашли недоработки в тексте? Оставляйте комментарии в находящемся под текстом статьи блоке.
Источник: sovet-ingenera.com
Виды и характеристики скважин, влияющие на выбор насоса
Подбирая глубинный насос для скважины, всегда рассматривают параметры источника, основными из которых являются характеристики водоносного слоя: глубина прохождения, скорость его наполнения и количество различного вида примесей в воде. В бытовом бурении различают несколько видов скважин, отличающихся глубиной расположения водоносного горизонта и структурой его донной области.
Абиссинские
Бюджетный вид скважины с водозабором из первого или второго водоносного пласта от поверхности земли, обычно ее глубина не превышает 10 метров и очень редко доходит до 15. При буровых работах используют обсадные трубы малого диаметра (1 – 2 дюйма), нижнюю часть в виде заостренного копья с фильтром помещают в водный пласт на некотором расстоянии от дна. Благодаря малому весу обсадной колонны и некоторым мерам по ее фиксации на поверхности (бетонная отмостка), колонна находится в неподвижном состоянии, не давая фильтрующей части опускаться в ил и песок – таким образом обеспечивается высокая чистота воды.
Хотя дешевую абиссинку можно пробурить своими руками или использовать для этого малогабаритную буровую технику и забивную бабу, выгода себя не окупает при водоснабжении частного дома. Связано это с низким дебитом источника, который редко превышает 3 м.куб./ ч, поэтому абиссинку в основном используют для бытовых нужд – полива огородов, наполнения бассейнов, прудов и прочих емкостей. Часто наверх скважины вместо электро устанавливают ручные насосы.
Рис.2 Оборудование для бурения самодельной скважины
Самодельные
Приведенная выше технология по бурению абиссинских скважин давно устарела – забивать трубы в землю или вкручивать в нее самодельный бур слишком долго и неэффективно для получения больших глубин. В настоящее время широкой популярностью среди индивидуальных домовладельцев пользуется бюджетное (меньше 100 у.е.) гидравлическое бурение кустарным способом.
Для этого используют самодельный бур, присоединенный к концу трубы с противоположной наружной резьбой, для устройства канала используют ряд труб с приваренной резьбовой муфтой с одного конца и нарезанной винтовой нитью с другого. В начале процесса первую трубу вкручивают в землю с помощью съемной ручки (принцип действия напоминает вороток для метчика) одновременно подавая воду дренажной помпой с помощью шланга, подключенного через резьбовой фитинг к ее верхнему концу.
После погружения в землю шланг и ручку снимают, подсоединяют новую трубу и процесс повторяют. При обнаружении водоносного слоя трубную колонну извлекает из земли и постепенно разбирают, в полученную шахту затем вставляют пластиковый шланг с перфорированным фильтром на конце. Таким образом, получают самодельные скважины глубиной до 40 метров, объем подачи может достигать 5 м.куб./ ч.
Буровой процесс занимает не более суток и часто напоминает лотерею с шансами 50 на 50 – при попадании на пути канала крупного булыжника работы можно считать завершенными. Также к недостаткам технологии относят обязательное условие нахождения зеркала воды не более 9 м от уровня земли (для водозабора используется только поверхностный электронасос).
Рис. 3 Скважины и характеристики грунта вокруг водоносного слоя
На песке
Основной вид бытовых скважин, бурение производится с помощью специализированной техники, колонна из соединенных с помощью резьбы обсадных труб опускается на песчано-глинистое дно. Глубина скважины составляет 15 – 60 м, всасывание воды осуществляется через отверстия в фильтре, расположенные на 1 – 2 м выше донной области.
Срок службы песчаной скважины зависит от размера фракций – чем они меньше, тем быстрее произойдет заиливание, эксплуатационный период может колебаться в диапазоне от 5 до 15 лет. Встречаются и более мелкие фракции с заиливанием источника после года эксплуатации, но в этом случае монтаж обсадной колонны для скважины на песок не производят из-за экономической нецелесообразности. Так как вода в скважине на песке содержит высокое количество твердых взвешенных частиц в придонной области, устанавливают насосное оборудование с конструкцией всасывающего механизма для работы в данных условиях.
Для устройства обсадной колонны используют металлические или пластиковые трубы с резьбой стандартным диаметром от 3 до 6 дюймов и специальный фильтр на последней трубе для отсеивания мелких частиц песка.
Наивысший дебит таких скважин составляет 5 м.куб./ ч. (соответствует 83 литрам в мин.), что вполне пригодно для обеспечения питьевой водой загородного дома с семьей из 5 человек.
Артезианская
Самые дорогие глубоководные скважины, в бытовых условиях колонна опускается на известковое дно на расстоянии от поверхности земли 40 – 250 метров. Так как известковая основа довольно прочна и не содержит мелких взвешенных частиц, на конец труб ставят простейший перфорированный фильтр. Из-за большой глубины высокое давление грунта на водоносный пласт заставляет воду подниматься по скважинному стволу внутри шахты на значительную высоту, нередки случаи, когда вода фонтанирует из источника.
В связи с большой глубиной, для бурения используют сложную технологию из обсадных труб разных диаметров, чаще всего встречается 3 типоразмера – 125, 133, 159 мм. Артезианская скважина имеет высокий дебит (10 – 20 м.куб./ч.) и способна обеспечить водой несколько домов или небольшой многоквартирный дом, ее эксплуатационный срок составляет около 50 лет.
Хотя артезианская вода отличается высокой чистотой, часто в ней содержится повышенная концентрация природных солей, сероводорода и железа – все это требует использования дорогих фильтрующих систем для воды из скважины.
Рис. 4 Артезианская и песчаная скважины – структура
Как правильно подобрать насос для скважины
Решая, как выбрать насос для скважины, обращают внимание на ряд факторов, которое можно разбить на несколько групп:
- Место расположения. Все виды насосов для скважин делятся на две большие группы: устанавливаемые на поверхности земли или погружаемые в воду. В первых моделях охлаждение обмотки электродвигателя происходит естественным путем за счет большой массы или вентилятора, размещенного на задней стенке, погружные модели охлаждает водная среда.
- Принцип работы. Подавляющее большинство бытовых электронасосов для забора воды работают по центробежному принципу – такие агрегаты имеют высокую производительность и наивысший коэффициент полезного действия. Для работы с загрязненной водной средой широко применяет винтовые и вибрационные модели, последние пользуются широким спросом у населения ввиду низкой стоимости. Намного реже на рынке можно встретить вихревые виды, предназначенные для эксплуатации только в чистой воде без примесей.
- Технические характеристики. Параметры электронасоса являются важнейшим критерием выбора, основные из них: объем перекачиваемой жидкости, напор и глубина погружения под зеркало воды, размер пропускаемых частиц. Иногда полезно обратить внимание на мощность насоса, класс защиты от проникновения влаги и грязи (стандартное значение IP 68), наличие внутри агрегата реле отключения электропитания в случае перегрева обмотки.
Рис. 5 Электронасос поверхностного типа на даче
- Конструкция. Модели от ведущих мировых производителей могут существенно отличаться по конструктивному исполнению от бюджетных российско-китайских аналогов, при разработке их основных узлов (геометрия рабочих колес, исполнение уплотнений и т. д.) использованы инновационные технологии.
- Размеры электронасосов. В отличие от обычной техники, где основными размерными параметрами являются высота (мм) ширина (мм) и толщина, для погружных электронасосов основным размером служит наружный диаметр. Его измеряют в дюймах, типовые значения у бытовых приборов 3, 3 1/2, 4 дюйма.
- Материалы изготовления. В подавляющем большинстве распространенных центробежных скважинных моделей корпуса и основные узлы выполнены из нержавеющих материалов или высокопрочных полимеров, наиболее часто детали из некачественных материалов встречаются в бюджетных вибрационных моделях.
- Производитель и цена. Основные и взаимосвязанные параметры выбора, среди большого количества фирм, поставляющих на отечественный рынок свою продукцию, есть две категории с существенной разницей в ценах: это европейцы и российско-китайские производители.
Лидером по качеству, применению инновационных технологий и стоимости среди электронасосов, представленных на отечественном рынке, является насосное оборудование датского концерна Grundfos, немного уступают ему в цене известные итальянские поставщики Pedrollo, DAB, Speroni. Неплохо зарекомендовали себя на рынке относительно недорогие российские и российско-китайские бренды: Aquario, Джилекс, Водолей, Belamos, Вихрь, Unipump.
Рис. 6 Электронасос вихревой Pedrollo – конструктивное устройство
Критерии выбора
При выборе погружного насоса для скважины в первую очередь исходят из главного параметра источника – объема подачи (дебита), если проводилось официальное бурение, в паспорте на скважину указывают этот показатель.
Следует отметить, что дебит зависит от используемого электронасоса, поэтому если он устраивает хозяев, следует выбирать агрегат с таким же значением. Помимо этого, в паспорте приводятся цифры статического и динамического уровня, высоты обсадной колонны и ее диаметра.
При самостоятельном проведении буровых работ определить значение дебита не составляет большого труда – поднятая насосом вода выливается в емкость известного объема и отсчитывается время ее заполнения.
Поверхностный или погружной
Из-за небольшого расстояния водоносного слоя от поверхности земли и малого диаметра обсадных труб в абиссинке или самодельной скважине используют агрегаты поверхностного типа, глубина всасывания которых не превышает 9 м. Также поверхностные насосы в скважину под воду можно применять в артезианском или песчаном источниках, если их статический и динамический уровень меньше 9 м.
Обычно наружное водозаборное оборудование размещается в едином блоке под названием насосная станция, она включает в себя поверхностный центробежный электронасос, элементы автоматики (реле), контрольные приборы (манометр) и расширительный бак (гидроаккумулятор).
Из-за высокого шума при работе выбранную поверхностную станцию нужно размещать в подвальном помещении дома или кессонной яме, к преимуществам можно отнести легкий доступ к оборудованию в любое удобное время.
Рис. 7 Глубинный центробежный насос для скважины – конструкция на примере Pedrollo
Погружные насосы используют в случаях, когда водное зеркало расположено на большой глубине, по сравнению с поверхностными моделями они обладают более высокими характеристиками, позволяя обеспечивать водой несколько домов из высокопроизводительной артезианской скважины даже в бытовом исполнении. Их сложнее устанавливать и погружать в скважину, для этого требуются специальные оголовки и адаптеры. Так как скважинный насос находится вне зоны видимости, обслуживание и контроль его работы затруднены.
При отсутствии омывающей воды погружной насос выходит из строя, если в системе не установлено реле холостого хода или агрегат не содержит встроенной защиты от перегрева обмотки, любое падение водного уровня ниже всасывающих воду отверстий фильтра приведет к сгоранию электродвигателя.
Производительность насоса – метод определения
Как отмечалось ранее, поверхностные модели эффективнее использовать при небольших расстояниях водного зеркала от поверхности земли, такое насосное оборудование лучше подходит к самостоятельно устроенным скважинам. При самостоятельном бурении скважин нет никаких данных о скорости наполнения источника водой, а ведь на основании этой информации подбирают нужную модель будущего насоса. Без электронасоса, забирающего воду из источника, в этом случае не справиться, поэтому его придется временно одолжать или взять напрокат.
Рис. 8 Вибрационный погружной насос для скважины – устройство и внешний вид
При определении дебита источника поверхностным электронасосом его ставят как можно ближе к скважине и погружают напорную трубу в воду, на выходе электронасоса воду сливают в емкость известного объема, замеряя при этом время ее заполнения.
Допустим, обычная 20 литровая канистра наполняется за 60 секунд, переведя это время в часы, мы получаем скорость подачи 1200 литров в час, что соответствует стандартным единицам подсчета 1,2 м. куб./ч. Если спустя некоторое время (1 час) вода в источнике опустилась ниже уровня расположения всасывающего патрубка и не появляется на выходе, электронасос отключают и дают время скважине восполнить водные запасы. На выходе трубы от насоса устанавливают запорный вентиль и спустя некоторое время снова включают электронасос, уменьшая краном расход воды, за наличием которой также наблюдают в течение часа.
Таким образом, путем нескольких экспериментальных заборов разных объемов воды определяют количество жидкости в час, которое может откачивать скважинный насос, методику можно использовать и в случае определения дебита скважины с погружным электронасосом.
Высота подъема – какие факторы учитывать
Водяной насос в водопроводной системе должен выполнять три задачи: поднять воду из источника, доставить ее по трубам к потребителю, преодолевая их гидравлическое сопротивление, и обеспечить в системе заданное давление для работы автоматики и домашней техники (стиральные и посудомоечные машины). Именно из этих составляющих и состоит формула расчета напора воды, которая будет рассмотрена ниже.
Рис. 9 Винтовой глубинный насос для скважины – устройство
Глубина погружения
Глубина погружения под водное зеркало является паспортным параметром, учитываемым при установке погружного электронасоса, поверхностные виды находится на земле и в их технические характеристики данные не входят. Чтобы определить глубину погружения, которую должен иметь выбираемый агрегат, измеряют статический и динамический уровень.
Статическим уровнем называют расстояние от поверхности земли до водного зеркала в спокойном состоянии источника, динамический определяют при работающем на глубине электронасосе в течение часа, он также равен расстоянию от поверхности земли до водного зеркала.
Все измерения водных уровней делают с помощью длинной сухой веревки с грузом, ее опускают в скважину до появления звука всплеска и затем отмеряет расстояние между краем мокрого участка и поверхностью земли.
Выбираемая погружная модель должна иметь в паспортных характеристиках глубину погружения, равную расстоянию между статическим и динамическим уровнем с запасом 3 – 5 метров. Это позволит располагать электронасос достаточно далеко от заиленного скважинного дна при использовании песчаных скважин и таким образом повысить качество забираемой воды.
Также при опускании водного уровня в сухую погоду или при заиливании источника запас в несколько метров обеспечит бесперебойную работу электронасоса. Еще одно преимущество размещения электронасоса подальше от дна – экономия средств на материалах и выборе более дешевой модели с меньшими техническими требованиями.
Рис. 10 Параметры обсадных труб
Диаметр скважины
Скважинный диаметр играет важную роль в определении размерных параметров подбираемого агрегата, он должен входить в канал с небольшим зазором между стенками труб. Стандартный диаметр выпускаемых погружных электронасосов составляет около 75 или 100 мм, для этих типоразмеров с учетом толщины стенок подходят колонны из обсадных труб с наружным диаметром 90, 113 и 125 мм.
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).
Следует отметить, что чем ближе к центру кривой располагается искомая точка, тем с большей эффективностью (КПД) будет работать подобранный электронасос.
Рис. 12 Таблица для напорных характеристик Grundfos
Поверхностные и глубинные насосы – какой выбрать
Перед рядовым потребителем всегда встает вопрос – какой насос следует выбирать? Понятно, что далеко не каждый может позволить приобретение погружного скважинного электронасоса Grundfos за 1000 у.е. и больше, чаще требуется найти оптимальное соотношение цены и качества. Однозначного ответа на данный вопрос нет ни у кого, но можно привести некоторые рекомендации:
- Приобретаемый погружной центробежный насос для скважины должен точно соответствовать расчетным режимам и условиям эксплуатации, модель с большой мощностью, запасом по объему перекачиваемой воды или напору будет работать с низким КПД.
- Вибрационные модели не используют для забора воды из скважин при индивидуальном водоснабжении – они обладают малым объемом подачи, слишком низким КПД (30 – 40%), а их длительная эксплуатация приводит к заиливанию источника.
- При желании приобрести высококачественный производительный агрегат по более низкой цене, чем неубиваемый Grundfos, рассматривают хорошие модели от итальянских производителей Pedrollo, DAB, Speroni и немецкие Wilo, обладающие высоким качеством сборки.
- Приобретая погружной электронасос, следует обращать внимание на наличие систем защиты и контроля, встроенная защита от перегрева обмотки электродвигателя спасет агрегат от дорогостоящего ремонта при отсутствии воды, если в системе не сработает реле сухого хода или оно неверно настроено (подключено).
- Никогда не помешает иметь рядом сервисный центр или мастерскую по ремонту и обслуживанию приобретенного насосного оборудования.
Рис. 13 Погружные центробежные насосы Grundfos серии SQ – напорные характеристики
Поверхностные насосы
Поверхностные электронасосы редко используют отдельно от других элементов водозаборной системы, к которым относятся реле, манометр и гидроаккумулятор, из этих узлов собираются недорогие насосные станции, которые можно приобрести за 100 – 200 у.е.
На рынке широкой известностью пользуются отечественные станции Джилекс, Belamos, Вихрь, но самое интересное, что высочайшую конкуренцию им составляют производители с мировым именем: немецкие Gardena, Wilo, Karcher, итальянские Marina (Speroni) и даже Grundfos, станции которых можно приобрести по немного более высокой стоимости.
Практически все агрегаты имеют приблизительно одинаковые параметры, редко превышающие объем подачи в 4 м³/ч. и напор в 50 м, максимальная глубина всасывания всех модификаций составляет 9 м.
Среди насосных станций можно выделить популярную серию Marina от Speroni, отличающуюся высокими характеристиками со средней стоимостью, некоторые модели дополнительно комплектуются эжекторами, позволяющими увеличить высоту подъема воды.
Рис. 14 Насосные станции – популярные марки
Погружные насосы
В ряду погружных моделей решить, какой насос лучше с точки зрения оптимального соотношения цена-качество, непосильная задача, в отличие от определения лучшего и самого дорогого, которым является Grundfos от датского производителя. Среди отечественных брендов популярны Джилекс, Belamos, Unipump, Водолей, Aquario, Вихрь, продукция двух последних марок изготавливается на китайских производственных площадях. Качественную и менее дорогую продукцию, чем у Grundfos, на рынок поставляют итальянские концерны Pedrollo, DAB, Speroni.
Среди всех моделей насосов, подавляющее большинство которых составляет приборы центробежного принципа действия, можно выделить известные марки агрегатов иной конструкции.
Для работы с загрязненной водой многие потребители покупают винтовые Unipump Eco Vint, при заборе чистой воды нередко отдают предпочтение маркам вихревого принципа действия Pedrollo Davis, хорошо известным на рынке.
Лучшие насосы Grundfos используют совместно с блоками частотного регулирования скорости вращения вала электродвигателя – данное решение экономит электроэнергию почти на 40% и существенно повышает ресурс работы оборудования.
Рис. 15 Бытовые погружные насосы для скважин
Бытовые насосы для скважины является главной составляющей в системе индивидуального водоснабжения, при их подборе руководствуются потребностями в воде и опираются на параметры скважинного источника.
Выбирая лучший насос для скважины учитывают, что для конкретной погружной модели ее качество в высокой степени зависят от финансовых возможностей покупателя, наилучшим соотношением цены и исполнения обладают итальянские и немецкие бренды.
Если для индивидуального водоснабжения используется насосная станция, рациональнее покупать продукцию от европейского производителя, стоимость которой немного превышает отечественные и китайские аналоги.
Источник: montagtrub.ru