Общее понятие о колодцах и скважинах

Колодцы – это вертикальные шахты диаметром около одного метра и глубиной до 25 м. Для его обустройства применяют бетонные кольца, которые опускают на нужную глубину, предварительно герметизируя их и стыки между ними.

Выбор насоса Выбор насоса Выбор насоса

Глубина скважины начинается от 25 м и может достигать 100, 150 и глубже. Чтобы обустроить ее, нужен бур и обсадная труба соответствующей длины. Диаметр скважины обычно не превышает 150 мм.

Выбор насоса 


Выбор насоса Выбор насоса

Некоторые специалисты называют скважину с насосом артезианской. Сразу скажу, что это неправильно. Вода из артезианской скважины поднимается к поверхности сильным напором без дополнительного оборудования. Это происходит за счет давления пластов пород на водоносный слой.

Выбор насоса Выбор насоса

Особенности колодцев и скважин

1. Колодец требует минимум затрат на оборудование. Для поднятия воды наверх достаточно ведра и троса (цепи). Насосы могут быть сравнительно недорогими и маломощными.

2. Если у вас отключат электричество, то воду из колодца вы сможете достать без помощи насоса, что не получится в случае со скважиной, если она не оборудована ручным насосом.

3. Вода в колодце не такая чистая, как вода в скважине. Это происходит из-за общего загрязнения земли и в результате дождей, благодаря которым грязь проникает в грунтовые воды.

Выбор насоса


Выбор насоса

4. Частое пользование колодцем – гарантия лучшего качества воды. Благодаря этому она не застаивается, а колодец самоочищается. Для скважины частое пользование не принципиально.

5. Водозабор в колодце обычно не превышает 150-250 л/час. Дебит скважины может быть в 10 раз больше, вплоть до 5 м3/час.

6. Вода из скважины практически всегда более минерализована (насыщена солями), чем колодезная. Кроме того, она может иметь неприятный запах, обусловленный залеганием рядом с водоносным слоем каких-либо ископаемых.

7. По стоимости монтажа и обустройства колодец всегда обходится дешевле, чем скважина.

Насосы для скважин

Все модели насосов для скважин являются погружными. Основная их особенность – качественная гидроизоляция двигателя и электрических соединений. Корпус и детали, контактирующие с водой, изготавливается из антикоррозионных материалов или соответствующим образом обрабатываются.

Погружные насосы разделяются на два типа: вибрационные и центробежные. Первые – недорогие, но и характеристики их довольно скромные. В среднем, высота столба воды при использовании вибрационных насосов редко превышает 40-60 м, а производительность – 750 л/час. Их можно использовать, для наполнения напорного накопительного бака, установленного на чердаке.


Выбор насоса Выбор насоса Выбор насоса

Центробежные насосы поднимают водяной столб на высоту 100 м и более. В отличие от вибрационных, они более тихие, надежные и производительные. Такие насосы обычно напрямую включаются в систему водоснабжения без накопительных баков.

Выбор насоса Выбор насоса Выбор насоса

Для семьи из трех человек подойдет скважинный насос любого типа, если его мощность будет 30-50 л/мин. Но это при условии, что не требуется дополнительного расхода воды, например, на полив огорода. В противном случае рекомендую использовать более мощный насос.

Выбор насоса Выбор насоса Выбор насоса

 

Более детально про скважинные насосы я написал в этой статье

Насосы для колодцев

Насосы для колодцев делятся на три вида:


  • погружные;
  • поверхностные;
  • ручные.

О погружных я рассказал в предыдущем разделе. Поверхностные насосы всегда ставят возле колодца. Они представляют собой электродвигатель, на валу которого закреплено рабочее колесо с крыльчаткой. Оно всегда заключено в герметичную камеру с двумя патрубками: для всасывания и выброса воды. Для того, чтобы поверхностный насос начал качать воду, первым делом нужно заполнить рабочую камеру и всасывающую трубу водой.

Выбор насоса Выбор насоса Выбор насоса

Выбор насоса Выбор насоса

Современная промышленность выпускает уже готовые насосные станции, укомплектованные гидроаккумулятором и соответствующей автоматикой. Такое оборудование практически сразу после приобретения можно устанавливать и запускать в работу.


Выбор насоса Выбор насоса Выбор насоса

Ручные насосы

С помощью ручных насосов можно без проблем поднимать воду с глубины до 10 м. Их преимущество в том, что для работы не требуется электричество. Такой насос представляет собой всасывающее устройство, поршень которого имеет одностороннее пропускание. Дополнительно в трубу, которая погружена в колодец, устанавливается обратный клапан.

Выбор насоса  Выбор насоса Выбор насоса

Такие насосы просты в эксплуатации и сравнительно недороги.

Несколько советов по выбору насосов

Чтобы рассчитать самостоятельно ваш расход воды и выйти на оптимальное ее потребление советую воспользоваться данными, по потреблению воды различным сантехническим оборудованием. Средний расход по точкам разбора:


  • умывальник – 60 л/ч;
  • мойка на кухне – 500 л/ч;
  • ванна – 300 л/ч
  • душевая кабинка – 500 л/ч;
  • туалетный бачок – 83 л/ч;
  • сауна, баня – около 1000 л/ч;
  • полив сада, огорода, газона или клумб– 1000 л/ч.

Для семьи из трех человек в доме с колодцем я рекомендую насос с номинальной подачей воды от 2 до 3 м3/час и высотой столба не более 55 метров. Для колодцев, у которых водяная линза расположена не глубже 5 м я устанавливаю поверхностный насос. В противном случае, или для скважины, используется только погружной насос с аналогичными характеристиками.

Таблица сравнительных характеристик разных типов насосов



 
Тип насоса Наработка на отказ, час Глубина забора воды, м Напор, м Пропускная способность, м3
Вибрационный

2 000

0,5 — 10 20 — 70 0,2 -2
Центробежный 10 000 1 — 40 20 — 100 1 — 10
Поверхностный 20 000 0,5 — 8 10 — 70 3 — 8

Дополнительные сведения и рекомендации

  1. Для нормальной работы насоса на семью из трех человек достаточно одного расширительного бака объемом 25л. Он обеспечит стабильное давление в системе и предотвратит гидроудары.
  2. Вся автоматика, обеспечивающая плавный пуск, защиту от «сухого хода», перепада давления, напряжения в электросети должна устанавливаться в защищенном месте.
  3. Поверхностные насосы могут комплектоваться эжектором, благодаря которому можно немного увеличить объем подаваемой воды.
  4. При расчете мощности насоса, учтите, что 10 м горизонтальной трубы равны 1м высоты водяного столба.
  5. Я рекомендую ставить два обратных клапана: один в колодце или в скважине, а другой перед фильтрами при вводе в дом.

О том, как правильно ввести воду в дом, я расскажу в одной из следующих статей.

kopanka.ru

Выбор вспомогательного оборудования турбоустановки

Выбор насосов производится по каталогам в зависимости от их назначения (питательные, конденсационные, циркуляционные и т.д.). Выбранный по каталогу насос должен обеспечить требуемый напор при заданной подаче в области значений КПД, близких к максимальному.

Питательные насосы (ПН) являются важнейшими из вспомогательных машин паротурбинной электростанции; их рассчитывают на подачу питательной воды при максимальной мощности ТЭС с запасом не менее 5%.

В отечественных энергоблоках с давлением пара 13,0 МПа, мощностью 150/160 и 200/210 МВт применяют питательные электронасосы; ранее применяли по два рабочих и один резервный в энергоблоке с подачей по 50% полного расхода воды каждый, в настоящее время – один рабочий и один резервный (в запасе на складе) в энергоблоке, каждый на 100% полного расхода воды, или два по 50% без резерва. Соответственно выбирают и бустерные (БН) (предвключенные) насосы, также с электроприводом.


В энергоблоках с давлением пара 24,0 МПа, мощностью 300 МВт в нашей стране применяют по одному рабочему питательному насосу полной подачи с приводом от паровой турбины с противодавлением и один пускорезервный электронасос с гидромуфтой на 30–50% полной подачи.

Для энергоблоков 500, 800 и 1200 МВт устанавливают с целью разгрузки выхлопных частей главных турбин питательные насосы с конденсационной приводной турбиной, по два рабочих турбонасоса, каждый на 50% полной подачи с резервированием подвода пара к приводной турбине. Бустерные насосы в этих энергоблоках, а также в новых энергоблоках 300 МВт имеют общий с главным питательным насосом привод от турбины через редуктор.

На ТЭЦ блочной структуры (с турбинами Т-250-240) питательные насосы выбирают аналогично соответствующим конденсационным энергоблокам (300 МВт) – по одному рабочему с приводной турбиной с противодавлением.

На электростанциях неблочной структуры, входящих в энергосистему, общую подачу воды питательными насосами принимают такой, чтобы при выпадении наиболее крупного насоса остальные обеспечивали подачу воды на все установленные паровые котлы при номинальной их производительности.

На изолированных электростанциях неблочной структуры рабочие питательные насосы должны обеспечивать полную подачу воды на все установленные паровые котлы, кроме того, должно быть не менее двух резервных турбонасосов.

Если рабочими приняты турбонасосы, то устанавливается хотя бы один электронасос для первоначального пуска электростанции.

Определение давления питательных насосов.

В случае установки паровых котлов типа Е (барабанных) с естественной циркуляцией и включения одноподъемного насоса после деаэратора (см. гл.10.2.2) давление питательной воды после насоса должно составить, МПа:

Выбор насоса,

где с учетом работы предохранительных клапанов наибольшее допустимое давление в паровом котле Выбор насоса÷1,08)Выбор насоса; Выбор насоса– рабочее давление в паровом котле, МПа; Выбор насоса– высота подъема воды от оси питательного насоса до уровня воды в барабане, м; Выбор насоса– средняя плотность питательной воды в напорных линиях, кг/м3; Выбор насоса– суммарное гидравлическое сопротивление оборудования (регенеративных подогревателей высокого давления, напорных трубопроводов с арматурой, экономайзера парового котла и др.); g – ускорение свободного падения, м/с2.

Давление воды на входе в питательный насос, МПа, составляет:

Выбор насоса,

где Выбор насоса– давление в деаэраторе, МПа; Выбор насоса– гидравлическое сопротивление трубопроводов, подводящих воду из деаэратора к насосу, с арматурой, МПа; Выбор насоса– высота уровня воды в деаэраторном баке относительно оси питательного насоса, м. Значение Выбор насосавыбирают из условия предотвращения вскипания воды на входе в питательный насос и явлений кавитации в насосе; на современных электростанциях нашей страны для различных конструкций питательных насосов Выбор насоса÷25 м; Выбор насоса– плотность воды в подводящих трубопроводах, кг/м3.

Если пренебречь скоростными напорами воды на входе в насос и выходе из него, создаваемое им повышение давления, МПа равно:

(13.1)

Выбор насоса

где Выбор насоса– высота подъема воды из деаэратора в барабан парового котла, м; ρ – средняя плотность питательной воды в напорной и входной линиях насоса; Выбор насоса– суммарное сопротивление напорного и входного трактов питательной воды, МПа.

При установке прямоточных паровых котлов необходимое давление воды на выходе из питательного насоса составляет:

(13.2)

Выбор насоса,

где Выбор насоса– давление пара на выходе из парового котла, МПа; Выбор насоса– давление пара перед турбиной; Выбор насоса– потери давления в паропроводе от парового котла до турбины; Выбор насоса≈ 4÷5 МПа – гидравлическое сопротивление парового котла; Нн – высота подъема воды от оси питательного насоса до верхней точки трубной системы парового котла, м; ρн – плотность воды в нагнетательном тракте, кг/м3.

Давление воды на входе в насос и повышение давления в насосе определяются аналогично предыдущему.

Расчетный напор питательного насоса Рп.н должен превышать давление пара перед турбиной р0 с учетом потерь в тракте на 25–355, т.е. приближенно можно считать, что

Рп.н = (1,25–1,35) р0.

(13.3)

Мощность потребляемая питательным насосом, кВт определяется по формуле:

Выбор насосаВыбор насоса,

где Dп.в – расход питательной воды, кг/с; Н = р/ρg – напор, м; Выбор насоса– КПД насоса.

 

Мощность приводного двигателя, кВт,

Nдв = (1,1÷1,2)Nе

Конденсатные насосы (КН) выбирают в минимальном по возможности числе – один на 100% или два рабочих по 50% общей подачи и соответственно один резервный (на 100% или 50% полной подачи). Общую подачу определяют по наибольшему пропуску пара в конденсатор с учетом регенеративных отборов. Конденсатные насосы теплофикационных турбин выбирают по конденсационному (летнему) режиму работы с выключенными теплофикационными отборами для внешнего потребителя.

Давление основных конденсатных насосов турбины, МПа, определяют (без учета динамических напоров) следующим образом:

(13.4)

Выбор насоса,

где рк – давление в конденсаторе турбины; hк – высота подъема конденсата от уровня его в конденсатосборнике конденсатора до уровня в деаэраторном баке, м; Выбор насоса– средняя плотность конденсата в его тракте; рс.к – общее гидравлическое сопротивление тракта конденсата (регенеративные подогреватели низкого давления, трубопроводы с арматурой).

При включении в тракт конденсата установки химического обессоливания, обычно между конденсатными насосами первого и второго подъемов, определяют в отдельности необходимое давление насосов первого и второго подъемов.

Расчетная производительность, исходя из которой выбираются конденсатные насосы, определяется по формуле:

Выбор насоса

Выбор насоса. – максимальный расход пара в конденсатор для конденсационного режима работы теплофикационных турбин определяют из диаграммы режимов для конкретной турбоустановки.

Мощность потребляемая конденсатным насосом, кВт определяется по формуле:

(13.5)

Выбор насосаВыбор насоса,

Циркуляционные насосы (ЦН). Насосы охлаждающей воды конденсаторов турбин («циркуляционные») выбирают обычно по одному или по два на турбину. В машинном зале насосы устанавливают индивидуально, обычно по два насоса на турбину, для возможности отключения одного из них при уменьшении расхода воды (в зимнее время). В центральных (береговых) насосных целесообразно укрупнять насосы охлаждающей воды, принимая по одному на турбину.

Важно отметить, что к циркуляционным насосам резерв не устанавливают. Их производительность выбирают по летнему режиму, когда температура охлаждающей воды высокая и требуется наибольшее ее количество. В зимнее время, при низкой температуре воды, расход ее существенно снижается (примерно вдвое), и часть насосов фактически является резервом.

Определение давления, создаваемого циркуляционными насосами и мощности потребляемого циркуляционными насосами см. раздел XI.

Расчетный расход охлаждающей воды для выбора циркуляционных насосов

Gц.н = kW,

где k – коэффициент, учитывающий расход воды на маслоохладители, водородо-воздухоохладители; для турбин большой мощности с двухходовыми конденсаторами равен 1,03–1,07; W – расход охлаждающий воды через конденсантор, определяемый из теплового баланса конденсатора при максимальном значении расхода пара в конденсатор, кг/ч (см. раздел XI).

studopedia.ru

Бурение скважины само по себе вовсе еще не означает полного решения проблемы с водоснабжением дома. Даже если очень повезло, и добротная артезианская скважина обладает определенным напором воды, поднимающим ее на поверхность, его явно будет недостаточно для функционирования автономной водопроводной системы. Кроме того, что давление водяного столба должно обеспечить прохождение жидкости по всем вертикальным и горизонтальным коммуникационным участкам, необходимо создать его обязательный резерв не ниже 2,5 атмосфер для того, чтобы вся бытовая техника (водонагреватели, котлы, стиральные и посудомоечные машины и т.п.) работала корректно. Как бы то ни было, без насоса не обойтись.

Перед тем как выбрать насос для скважины, нужно получить определенное представление о разнообразии подобной техники, ее конструкционных и эксплуатационных особенностях, критериях оценки предлагаемых в продаже моделей. Обидно будет приобрести насос, который попросту не справится с возложенными на него обязанностями. Наверное, не менее неприятной будет ситуация, когда приобретается абсолютно ненужная «навороченная» модель, функциональные возможности которой остаются просто невостребованными. И в том, и в другом случае это – зря потраченные деньги. Одним словом, в магазин нужно отправляться с четким представлением, какой насос будет оптимальным в конкретной ситуации.

Для начала стоит разобраться, какими бывают скважинные насосы. В первую очередь, их можно подразделить на две больших группы – поверхностные и погружные.

Поверхностные насосы

Само название говорит за себя – такая установка для перекачки воды устанавливается вне скважины, на поверхности земли, и соединена с водяным горизонтом трубами или гибкими рукавами.

Казалось бы, у подобной схемы преимуществ намного больше – механизмы всегда на виду, легко поддаются контролю и периодическому обслуживанию, нет нужды протягивать длинные силовые кабели к месту забора воды, беспокоясь о качестве изоляции проводов. Установки — под присмотром или расположены в запираемых помещениях, то есть значительно снижена вероятность их хищения злоумышленниками.

Однако, поверхностная схема установки таит и немало недостатков. Прежде всего, это значительно более скромные показатели по создаваемому напору воды – они просто несравнимы с аналогичными параметрами погружных насосов. Кроме того, нельзя исключать и фактор шумности – установка насосного оборудования в доме, скорее всего, потребует отдельного помещения.

Какие типы насосов можно отнести к категории поверхностных:

Ручные насосы

Упоминание о знакомых все с детства ручных насосах-колонках, наверное, у многих вызовет улыбку, а между тем они до сих пор активно применяются и, наверняка, у них еще есть будущее. Далеко не во всех ситуациях необходим постоянный приток воды – бывает достаточно возможности ее разового набора (например, точки коллективного пользования — в населенных пунктах, садовых товариществах, гаражах и т.п.). Именно для таких случаев служат ручные насосы, отличающиеся чрезвычайной простотой и надежностью.

Их рабочая схема проста – поршень, цилиндр и два клапана, воздушный и водяной, работающих в противофазе. Мускульное усилие через рычаг передается на всасывающий механизм, что позволяет набрать нужное количество воды.

Никакой зависимости от источника энергии – часто это единственно возможный вариант для организации полива на загородных садовых участках, куда еще не проведено электроснабжение. Необходимо лишь пробурить не особо глубокую и трудоемкую абиссинскую скважину. Установить такую колонку – и вопрос будет решен. Нередко такой насос устанавливают и в общей системе с электрическим, через тройник, с возможностью переключения по мере необходимости – всегда будет резервный источник воды при проблемах с электроснабжением.

Ручная колонка может быть смонтирована непосредственно на скважину (в случае с абиссинским колодцем), либо иметь трубу, опускающуюся в толщу водного горизонта.

Самовсасывающие поверхностные насосы

Все остальные рассматриваемые в данной публикации насосы будут с электроприводом. Справедливости ради можно отметить, что существуют и активно используются и насосные агрегаты с силовой установкой на базе двигателей внутреннего сгорания, так называемые мотопомпы, но они не имеют, чаще всего, выраженного бытового применения.

Итак, рассмотрение семейства поверхностных электрических насосов, которые предназначены для забора воды из скважины, стоит начать с простейших самовсасывающих систем.

Корпус таких насосов никогда не вступает во внешнее соприкосновение с водой и не нуждается в особой защите, что значительно упрощает их конструкцию. С источником воды они соединены рукавами или стационарно проложенными трубами, при этом обязательным условием является наличие обратного клапана – при «завоздушивании» они просто не справятся с задачей.

Системы охлаждения привода на них не предусмотрено, и это является их уязвимым местом – при недосмотре велика вероятность перегрева. Конструкция не имеет особых сложностей, механизмов контроля и управления – только включение и отключение двигателя. Таким образом, для организации системы автоматического контроля за работой водопроводной системы неизбежно потребуется дополнительное оборудование.

Подобные насосы не отличаются высокими эсплуатационными показателями. Средний уровень создаваемого ими напора воды не превышает обычно 8 ÷ 10 метров, чего для организации домашней водопроводной сети будет явно недостаточно. В лучшем случае их можно применить к простейшей системе домашнего водоснабжения – с заполнением накопительной емкости, установленной в верхней части здания, из которой вода поступает к точкам распределения безнапорно, самотеком.

Одним словом, это хотя и недорогой, но далеко не самый лучший вариант для обеспечения жилого дома водой. Сфера применения таких насосов в условиях частного домовладения, скорее, организация временной системы орошения участка из колодца или естественного водоема.

Домашние насосные станции

Эта техника уже намного посерьезней, так как адаптирована именно для задач организации автономного водоснабжения в жилом доме. Помимо самовсасывающего насоса,  станция обязательно оснащается гироаккумулятором – мембранным баком определенной емкости, который будет постоянно поддерживать требуемое давление в домашней водопроводной сети.

Исходя из этого, в общую конструкцию таких станций включены приборы контроля и механизмы управления, включающие привод при падении напора в системе для пополнения водного запаса, и выключающих питание при достижения требуемого уровня давления.

Основные проблемы все же остаются неразрешенными – высокая шумность и недостаточная производительность насосной части станции, не позволяющая поднимать воду со значительных глубин – использование ограничивается забором из абиссинских или песчаных скважин глубиной до 10 метров.

Выпускаются и более современные модели, с полностью электронным управлением и возможностью программирования некоторых эксплуатационных параметров. Такие насосные станции могут быть заключены в полимерный корпус, что отчасти решает проблемы повышенного шума и вибрации.

Насосные станции с эжектором (инжектором)

А что делать, если все же требуется установка поверхностного насоса, но глубина водозабора составляет от 10 до 25 метров? Выход есть – в этом случае помогут самовсасывающие насосные станции, оснащенные эжекторным (внешним) или инжекторным (встроенным) механизмом.

В этом случае в системе водозабора образуется дополнительный водяной контур с трубой меньшего сечения, по которому с большой скоростью прокачивается жидкость. Создаваемое ею разрежение в эжекторе создает дополнительное давление в основной заборной трубе.

Это приводит к повышению напора – такие установки могут работать уже на значительных глубинах. Правда, это приводит к общему снижению производительности самого насоса, так как часть воды отправляется обратно для циркуляции по эжекторному контуру.  Но «золотую середину», устраивающую и создаваемым водяным столбом, и производительностью, все же нередко можно подобрать.

Еще один большой минус – такие насосные станции даже более шумные, нежели обычные самовсасывающие, то есть обязательно потребуют звукоизолированного помещения.

Если и такой вариант неприемлем, ничего другого не остается, кроме как выбрать насос для скважины погружного типа.

Видео: устройство и работа насосной станции

Погружные насосы

Главная особенность таких насосов оговорена уже в их названии – они всегда располагаются в толще воды (в колодце или в скважине) и соединены с водоразбором системой труб и шлангов. Электропитание подается к ним посредством длинного хорошо изолированного кабеля.

Схема их установки предопределяет и их характерные контруктивные особенности. У них всегда надежный водонепроницаемый металлический корпус, исполненный из коррозиестойких сплавов, с эффективной гидроизоляцией разъемных деталей и узлов. Обязательно есть зацепное приспособление, для крепления страховочного троса, на котором насос опускается к водозабору.

Подавляющее большинство насосов оснащено встроенными фильтрами (сетками) исключающими попадание в механизм и в трубы твердых взвесей недопустимого для данной модели размера. Многие насосы, помимо этого, имеют и встроенный обратный клапан, что существенно упрощает его монтаж в систему домашнего водопровода. Если его и нет, то обычно предусмотрено специальное резьбовое соединение для установки клапанного устройства

Преимуществ у погружных насосов немало. К ним можно отнести:

  • Бесшумность работы – звуковые колебания гасятся слоем воды.
  • Такие механизмы не боятся термических перепадов или замерзания – в водоносном слое скважины практически всегда поддерживается одинаковая температура.
  • Вместе с тем, им не страшен и перегрев – прокачиваемая через них вода эффективно охлаждает работающие узлы.
  • У таких насосов намного выше и производительность, и создаваемый напор. Некоторые модели погружным насосов (глубинные) способны поднимать воду на высоту 100 и более метров.

Недостатки же в следующем:

  • Определенные трудности с монтажом подобного оборудования, часто требующим привлечения специалистов.
  • Необходимость прокладки высококачественной безопасной линии электропитания, порой на довольно значительные расстояния.
  • Сложности с контролем за работой оборудования, с проведением профилактических или ремонтных работ, требующими каждый раз извлечения насоса из скважины.

Подавляющее большинство погружных скважинных насосов имеет характерную цилиндрическую форму, представляя собой металлическую колонну высотой от полуметра до 2,5 м. но вот по принципу действия они могут существенно различаться.

Вибрационные погружные насосы

Несложные по своей конструкции, надежные, недорогие, эти насосы завоевали очень широкую популярность у владельцев загородных домов. Большой производительностью «похвастать» они не могут, но для бытовых и садовых нужд ее часто бывает вполне достаточно.

Принцип работы заключается в следующем. Электрический ток, проходя через обмотки катушки, вызывает периодическое, с определенной частотой, притягивание якоря, с которым через шток соединена мембрана (диафрагма) и поршень. Быстрые возвратно-поступательные движения этого механизма создают разрежение в рабочем цилиндре, и вода через систему клапанов всасывается из скважины в сам насос и передается через выходной патрубок к точкам потребления. Отсутствие вращающихся узлов предопределяет высокую механическую надежность насоса, а простота электросхемы, полностью залитой водонепроницаемым компаундом, гарантирует ее длительную безаварийную и безопасную работу.

Некоторые модели вибрационных насосов способны создавать водяной столб 20 и даже более метров. Насос легок, его вполне можно опустить в скважину даже на капроновом шнуре. Энергопотребление у них минимально.  Все это — выраженные преимущества таких устройств

Недостатки у подобных механизмов имеются, и весьма существенные. Такие насосы достаточно шумные, но главное, что создаваемые ими вибрационные волны способны со временем привести к разрушению ствола скважины или размыванию глинистого дна и стенок, достаточно быстрому заиливанию водоносного слоя. Применять подобные насосы рекомендовано исключительно в песчаных скважинах, с определенными мерами предосторожности, чтобы не допустить излишнего замутнения воды и попадания песка в водозаборные отверстия. В идеале, больше они подходят все же для колодцев, одетых в бетонные кольца, а для скважины будет разумнее выбрать насос иного принципа действия.

Видео: характеристики вибрационного насоса

Центробежные погружные насосы

Самыми распространёнными скважинными насосами являются центробежные. Они представляют собой цилиндр с размещённым внутри электроприводом. На оси ротора двигателя установлена крыльчатая турбина, которая вращается в рабочей камере, имеющей своеобразную форму «улитки», с подающим патрубком в центре и выходным – на периферии.

Быстрое вращение турбины вызывает действие центробежных сил, которые отбрасывают  поток поступающей воды (на схеме показан зелеными стрелками) от центра к стенкам рабочей камеры.

В итоге создается существенная разница давления – от разряжения в районе оси вращения (синяя область) до повышенного – к краям лопастей (на рисунке – постепенный переход к красному). Это обеспечивает и постоянный приток воды из подающего патрубка, и требуемый напор на выходе.

Подобная схема работы применяется и в большинстве поверхностных насосов, но там требуемые параметры выходного давления могут быть достигнуты за счет увеличения диаметра рабочей камеры. В скважинных насосах, где размеры строго ограничены, это вопрос решается иначе. Достижение высоких показателей водяного столба происходит путем последовательной установки на одной оси привода нескольких камер.

Давление воды, созданное одной камерой, является своеобразной «опорой» для последующей — и так далее. В итоге выходной напор складывается из суммарного усилия всех рабочих колес.

Количество камер может быть различным – от двух-трех и даже до нескольких десятков – это и предопределяет высоту «колонны» погружного скважинного насоса и его эксплуатационные характеристики.

Схема эта полностью себя оправдывает – такие насосы способны поднимать воду с очень больших глубин. к их преимуществам также стоит отнести бесшумность работы, отсутствие значимых вибраций, широкий выбор в большом диапазоне создаваемого водяного столба и производительности.

Главные недостатки – сложность установки, особенно в глубокие скважины, необходимость достаточно частого обслуживания, немалая стоимость.

Видео: современные скважинные центробежные насосы

Винтовые насосы

Скважинные насосы винтового типа не имеют широкого распространения, но, тем не менее, представлены в продаже.

Рабочая часть их состоит из двух основных деталей.

На валу электропривода эксцентрично установлен ротор сложной спиралевидной формы. Он вращается в полости статора, который также имеет сложную геометрию с одним или двумя заходами спирали. Корпус статора обычно исполняется из эластомера – резины, что обеспечивает плотное прилегание роторных петель. Таким образом, в рабочем цилиндре насоса всегда присутствует определенное количество полостей, заполненных водой. При вращении винт проталкивает эти объемы от входного патрубка к выходу. Общий объем жидкости в цилиндре при этом никогда не изменяется, что позволяет поддерживать ровное устойчивое давление водяного столба.

Подобные насосы легко справляются даже с жидкостями повышенной вязкости, что предопределяет их распространенность в производственных условиях. Однако встречаются и модели для подъёма воды из скважин.

Схема таких насосов эффективна – они способны поднимать воду со значительных глубин, порядка 40 —50 метров. Однако наличие узлов с повышенным трением достаточно быстро приводит к их износу, что требует регулярного обслуживания с заменой деталей. То, что вполне приемлемо и оправдано в производственных условиях, принесет немало хлопот при частном использовании подобной техники.

Вихревые насосы

Еще одна схема, которая применяется и в поверхностных, и в погружных насосах. Особая форма колеса создает не только центробежное ускорение прокачиваемой волы, но и мощный турбулентный ее поток, значительно повышающий напор на выходе.

Достоинства такой схемы – высокая производительность, малошумность, относительная простота устройства, что предопределяет и более низкую цену по сравнению с центробежными такой же мощности.

Насосы не боятся «завоздушивания» — в принципе, они могут использоваться даже для перекачивания газо-жидкостных дисперсий.

Однако, существенные недостатки – малая долговечность и особые требования к чистоте прокачиваемой воды, серьезно ограничивают широкое применение вихревых насосов – они явно проигрывают центробежным.

Какими критериями руководствоваться при выборе насоса

Итак, какие же параметры, помимо принципиальной схемы работы насоса, следует обязательно оценивать при его выборе:

  • Напряжение питания и потребляемая мощность. Если с первой величиной все ясно – как правило, все скважинные насосы бытового уровня запитываются от 220 V, то с мощностью вопрос особый, так как она соответствовать существующим возможностям электросети, установленной арматуре (автомату, УЗО) и кабельной части. Важное дополнение – некоторые насосы (в частности, центробежные) не любят перепадов напряжения, поэтому, возможно, потребуется дополнительная установка стабилизатора.
  • Максимальный напор (высота водяного столба) – параметр в обязательном порядке будет указан в технической документации изделия.. Эта величина говорит не только о возможности подъема воды с определенной глубины – воду нужно прокачать через систему труб домашнего водопровода, закачать ее в гидроаккумулятор или создать необходимое избыточное давление  и иметь еще хотя бы 10% резерв. Этот вопрос следует рассмотреть подробнее.

Существуют специальные методики расчёта требуемого напора насоса, которые скрупулезно учитывают диаметры и материал труб, количество отводов, кранов, клапанов, задвижек, тройников, фильтрующих устройств на пути следования воды от скважины к конечным точкам потребления. Можно привести достаточно большие таблицы и сложные формулы, которые используются специалистами.

Однако, при расчетах насоса для стандартной водопроводной сети частного дома можно обойтись и упрощенной методикой. Результат если и будет отличаться от полученного по профессиональной методике, то с вполне допустимой в таких условиях погрешностью.

При расчётах можно ориентироваться на следующие упрощенные значения. 10 метров водяного столба – это 1 атмосфера. По потерям давления 1 метр вертикального участка соответствует примерно 10 метрам горизонтальной части трубопровода для пластиковых труб диаметром 1 дюйм, 7 метрам — при трубах ¾ дюйма, и 4 метрам – при разводке в ½ дюйма. При более крупных диаметрах сопротивление труб столь несущественно, что его можно не принимать в расчет. Все эти значения уже в достаточной мере учитывают наличие поворотов, кранов и т.п. Если в домашней разводке используются старые стальные трубы, то у них параметры гидравлического сопротивления существенно выше, и указанные значения следует уменьшить в полтора раза (6,7 м — 1″, 4,7 м — ¾» и 2,7 — ½»).

1. Итак, первый случай — если водопроводная система дома запитывается от аккумулирующего бака.

В этом случае насосу необходимо создать давление для преодоления высоты подъема воды, горизонтального участка от скважины до гидроаккумулятра и создать избыточное давление на его входе, которое должно быть не ниже порога его срабатывания на отключение питания насоса (обычно это значение лежит в диапазоне 3 ÷ 4,5 атмосферы). Для верности следует прибавить к этому еще и 10% резерв, чтобы насос не работал на пределе своих возможностей.

Ниже приведен калькулятор, который поможет быстро рассчитать требуемый напор насоса при использовании гидроакумулирующего бака:

Калькулятор расчета необходимого напора насоса для системы с аккумулирующим баком

2. Второй вариант –необходимое давление в системе будет поддерживаться исключительно за счет напора, создаваемого насосом.

При такой системе водоснабжения насос должен преодолеть высоту подъема воды к самой высшей точке потребления, сопротивление горизонтальных участков к самой дальней точке, и при этом обеспечить давление, необходимое для корректной работы бытовой техники (стиральной или посудомоечной машины, душевой кабинки, проточного водонагревателя и т.п.).

Требуемое значения напора для бытовой техники в обязательном порядке указывается в паспортах изделий. Если сложной техники нет, то для повседневного пользования будет достаточно давления в 1,5 ÷ 2 атмосферы (15 ÷ 20 м водяного столба).

В остальном методика расчёта не отличается от приведенной выше.

Калькулятор расчета необходимого напора насоса для прямой подачи воды к точкам потребления

  • Для самовсасывающих поверхностных насосов обязательный параметр – максимальная глубина всасывания. То, что насосная установка такого типа способна выдать столб в 20 —40 метров, вовсе еще не говорит о том, что она сможет поднять воду с такой глубины – это параметр оговаривается особо.
  • Производительность насоса, то есть количество воды, которое он способен прокачать в единицу времени. Вопрос можно рассматривать с двух точек зрения. Прежде всего, насос должен удовлетворить потребности в водопотреблении, исходя из существующих примерных норм суточного расхода на одного человека. Но так как в течение дня вода расходуется неравномерно, то такой расчёт будет не совсем корректен.

Например, если исходить их примерного потребления в 200 литров на человека, то для семьи из 5 человек, казалось бы, достаточно 1000 литров в сутки. Если учесть, что расход приходится примерно на 10 часов в сутки, то получается, что вроде бы будет достаточно насоса со скромной производительностью 100 литров в час.

Однако, такой расчет будет в определенной мере справедлив, если используется гидроаккумулирующий бак. Если вода поступает на точки потребления напрямую, правильнее будет вести расчет, исходя из реального расхода на каждой из ней в единицу времени, учитывая вероятность пиковой нагрузки, когда все или большая часть водоразборных кранов будет использоваться одновременно.

Примерный расход на различных точках приведен в таблице:

Точка водоразбора Средний расход
(л/с)
Кухонный смеситель 0.15
Смеситель умывальника в ванной 0.1
Смеситель для ванны 0.25
Душевая кабинка 0.25
Душевая кабинка с гидромассажем 0.3
Сливной бачок унитаза 0.1
Гигиенический душ (биде) 0.08
Стиральная машина 0.3
Посудомоечная машина 0.2
Кран (¾») для хозяйственных нужд (полив, помывка автомобиля и т.п.) 0.3

Суммарное значение потребления на точках, умноженное на коэффициент k, зависящий от общего количества точек потребления, даст требуемый пиковый расход воды.

k = 1 / √ (n-1), где n – количество точек водоразбора.

Для самостоятельного расчета рекомендуем применить калькулятор, размещенный ниже:

Калькулятор расчета производительности насоса по пиковой нагрузке

При выборе насоса по производительности необходимо учитывать еще один фактор – этот параметр не должен превышать реального дебета скважины.  Несоблюдение этого требования грозит выходом техники из строя из-за «завоздушивания» или всасывания донных осадков.

  • Важнейшая величина для скважинного насоса – его габариты. Диаметр цилиндра должен быть меньше обсадной трубы на 20 ÷ 30 мм. Высота насоса должна отвечать требованиям его правильного расположения в водоносном слое.

Таким образом, предстоит выбрать насос чтобы он отвечал и параметрам требуемой мощности, и не превышал допустимых размеров.

  • Допустимый уровень загрязнений. Обычно скважинные насосы предназначены исключительно для чистой воды, поэтому максимально допустимое количество твёрдых взвесей не должно превышать 150 мг/литр.
  • Дополнительная оснащенность насоса. Этот параметр выбора включает наличие систем зашиты насоса от перегрева, автоматики отключения при понижения минимально допустимого уровня воды, встроенных фильтров и обратных клапанов, укомплектованность изделия требуемыми соединительными муфтами, силовым кабелем, иными запасными частями и принадлежностями.
  • Ну и последний немаловажный фактор – цена, разброс которой у различных моделей насосов может быть достаточно велик. Тем не менее, приобретать лучше всего все же качественную технику авторитетных брендов, которая сопровождается большим гарантийным сроком и возможностью сервисного обслуживания.

stroyday.ru


Categories: Насос

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.