Как правильно подобрать погружной насос

Что такое погружной колодезный насос, его достоинства и область применения

В отличие от скважин, колодцы имеют невысокую глубину залегания до 15 метров, если при их устройстве используют бетонные кольца, а также глубиной до 25 метров и более в конструкциях пластиковых колодцев со стенками из высокопрочных гофрированных полиэтиленовых труб (Корсис).

Для водозабора из колодцев при расстоянии водного зеркала от поверхности менее 9 метров широко применяют поверхностные водопроводные насосы или насосные станции центробежного принципа действия с автоматикой, отличающиеся бюджетной стоимостью и простотой эксплуатации. Если статический уровень источника водоснабжения больше 9 метров, или он опускается при водозаборе на большую глубину (динамический уровень), приходится использовать в колодце погружной электронасос.

Главное отличие погружных видов от поверхностных – водяное охлаждение электродвигателя, если агрегат не опущен в жидкость, он быстро выходит из строя (перегорает обмотка), когда  отсутствует встроенная защита от перегрева или автоматика отключения при холостом ходу.

Основной параметр погружных видов – высокие напорные характеристики, позволяющие подавать воду на большие расстояния при удаленном расположении источника от дома.

Специально предназначенные для водозабора из колодцев центробежные электронасосы оснащены поплавковыми выключателями, предотвращающими их работу при понижении водного уровня в источнике до определенных границ.

Рис.2 Схема домашнего водоснабжения с водозабором из колодца электронасосом Джилекс

Погружной колодезный насос для систем индивидуального водоснабжения при бытовом использовании может выполнять следующие функции:

• Производить водозабор для снабжения частного дома с глубин более 9 метров, обеспечивая объем подачи в широких пределах.
• Подавать воду на поверхность для полива, с его помощью можно наполнять бочки, цистерны и различные емкости водой, которой после прогрева на воздухе поливают огород. Если на участке организован капельный полив, с помощью погружного электронасоса можно наполнять цистерну большого объема и отключать его поплавковым выключателем, установленным на стенках емкости, при заполнении.
• Погружной колодезной помпой можно наполнять бассейны, искусственные водоемы, пруды или откачивать из них воду.
• В критических ситуациях при затоплении во время весеннего паводка подземных подвалов, гаражей, погребов и других помещений, электронасосом можно откачать воду, если она не сильно загрязнена, или установить на его всасывающий патрубок самодельный фильтр, препятствующий попаданию частиц грязи в рабочий механизм.
• Погружным электронасосом можно сразу залить теплоноситель в систему отопления непосредственно из колодца или бочки, с необходимым для ее работы давлением около 1,5 бара, или наполнить с его помощью расширительный бак, расположенный на чердаке дома.
• Некоторые виды погружных насосов (вибрационные, винтовые) эффективно используют для борьбы с заиливанием источников водоснабжения – для этого агрегат отпускают в колодец на небольшое расстояние от дна и с его помощью выкачивают замутненную жидкость.

Колодцы собирают воду из неглубоких водяных пластов (верховодка), и рассчитаны на применение механических средств подачи с помощью ворота и ведра. Если на участке планируют производить водозабор воды для постоянного снабжения жилого дома с помощью электронасоса, намного проще и дешевле пробурить неглубокую абиссинскую скважину (многие производят бурение своими руками) и использовать ее в качестве водного источника. Использование колодца оправдано лишь в том случае, если на участке полностью отсутствует или часто пропадает электроэнергия.

Рис. 3 Колодезный электронасос для водоснабжения дома в источнике

Какие бывают типы и виды погружных колодезных насосов

До водозабора из колодцев используют бытовые погружные электронасосы, отличающиеся от промышленных агрегатов более скромными техническими характеристиками. Так как глубина большинства колодцев не превышает 15 метров, напорные параметры рассчитаны в основном на подачу жидкости в горизонтальном направлении и поддержание необходимого давления в системе.

Объем подачи всасывающими устройствами зависит от их принципа действия, большинство агрегатов способны доставить необходимое количество воды семье минимум из 3 человек, верхний предел бытовых устройств может доходить до водообеспечения нескольких семей в двух- или трехэтажном доме.

Конструкционные различия

Гидронасосы бывают следующих конструктивных типов:

• Поршневые. Теперь уже практически не применяются для небольших насосных станций ввиду громоздкости, малого кпд, невысокого жизненного ресурса.
• Центробежные. Одни из самых популярных и востребованных благодаря простоте конструкции, экономичности и высокой надежности.
• Турбинные. Подобны центробежным, но не с боковым, а осевым расположением лопаток. Более мощные и производительные. Используются в основном на промышленных гидротехнических сооружениях.
• Роторные или так называемые винтовые насосы. Отличаются малыми габаритами по диаметру, потому наиболее пригодны для подъема воды из скважин.
• Вибрационные или мембранные. Дешевые, но малопроизводительные. Известны давно выпускающиеся для дачников модели «Ручеек», «Малыш».

Вибрационные

Вибрационные помпы выпускаются отечественным производителем еще с советских времен, и с тех пор не претерпели существенных конструктивных изменений. Все отечественные модели, их китайские и белорусские аналоги имеют абсолютно одинаковую конструкцию и технические характеристики.

Исключением является украинский Водолей с двухклапанной системой (существуют и трехклапанные модели) и более высокими показателями объема прокачки. Вибрационную помпу располагают в источнике воды вертикально, подвешивая за трос, основными ее узлами являются:

• Корпус. Состоит из двух половин, соединяемых между собой болтами с гайками. В верхней корпусной части размещен выходной патрубок и сделаны проушины для крепления металлического троса, если используется устройство с верхним водозабором, в нем располагаются входные отверстия и центральный винт для крепления обратного клапана.
  При стандартном нижнем заборе жидкости всасывающие отверстия и клапан расположены внизу на торце нижней половины корпуса. Для герметизации соединения двух корпусных частей между ними располагается эластичная прокладка, одновременно снижающая возникающие вибрации.
• Электрическая часть. В вибрационной модели основным исполнительным механизмом является электромагнитная катушка с обмоткой из медного провода. Она собрана из стальных пластин (электротехническая сталь), устанавливается в верхнюю или нижнюю половину корпуса (зависит от расположения водозаборных отверстий) и заливается эпоксидным компаундом, к ее торцам плотно примыкает массивный стальной якорь со штоком на конце.
• Насосная часть. Основным элементом всасывающей части электронасоса является обратный клапан на крышке и эластичный поршень, расположенный на штоке якоря, рабочая камера отделена от электрической части эластичной демпферной мембраной.

Рис. 4 Вибрационные помпы

Принцип работы вибрационной помпы довольно прост: при подаче на обмотку катушки переменного напряжения частотой 50 герц, находящийся на малом расстоянии от ее торцов якорь начинает совершать возвратно-поступательные движения с такой же частотой. Колебания через шток передаются на поршневой диск, который при возвратном движении втягивает жидкость в рабочую камеру через входные отверстия и открытый обратный клапан.

При поступательном движении жидкость внутри рабочей камеры толкает эластичный диск обратного клапана в том же направлении, и он перекрывает заборные отверстия. Так как  выход воды в источник перекрыт, она поступает в выходной патрубок под давлением и подается наружу.

Вибрационные устройства предназначены для прокачки небольших объемов жидкости, по производительности – это насосы для полива и хозяйственных нужд, их максимальный предел 1,5 кубических метра в час при высоте подъема жидкости (напоре) до 80 метров.

Вибрационные помпы в основном используют в быту для следующих хозяйственных нужд – полива, заполнения расширительного бака или заливки теплоносителя в системы отопления, наполнения и откачки воды из бассейнов, искусственных прудов. Благодаря своей конструкции помпы могут работать с загрязненными жидкостями с мелкими частицами, их часто используют для дренажных работ, слива серых стоков в канализацию, очистки колодезных и скважинных источников от заиливания, прокачки скважин.

Основной недостаток вибрационных помп следует из их названия – вибрации корпуса при длительном использовании в водозаборных источниках приводят к заиливанию и более быстрому разрушению бетонных колец колодцев, нарушению герметичности обсадной колонны в скважинах. Вибрационные помпы имеют коэффициент полезного действия (КПД) 30 – 40%, средний срок службы около 5 лет, хотя могут работать и дольше после ремонта или замены крепежных болтов корпуса на нержавеющие перед вводом в эксплуатацию.

Данный вид электронасосов имеет хорошую цену (20 – 25 у.е.) выпускается широким рядом отечественных и зарубежных производителей, на строительном рынке широко представлены популярные в народе бренды Малыш, Ручеек, Водолей, Зубр, Вихрь.

Рис. 5 Вибрационная помпа – устройство

Винтовые

Винтовые (шнековые) агрегаты работают по принципу действия бытовой мясорубки – подача жидкости в напорную трубу происходит при помощи лопастей винта или змеевидным шнеком. Промышленные агрегаты имеют простую конструкцию – на валу помещенного в герметичный корпус электродвигателя закреплен втягивающий жидкость через торцевое входное отверстие рабочий винт, выталкивается вода через боковой патрубок в корпусе.

Бытовые образцы конструктивно устроены немного иначе – водозабор происходит через сетчатую диафрагму, размещенную на боковой стенке электронасоса, при этом электродвигатель находится внизу, а вал с закрепленным шнеком в верхней половине корпуса.

Попадающая на винтовой шнек вода при его вращении выталкивается в выходной патрубок, расположенный в верхней крышке прибора, там же размещены и проушины, за которые электронасос подвешивают при опускании в колодец. Во многих бытовых моделях винт не прилегает к стенкам корпуса, а находится в пластиковой обойме, вращаясь внутри которой он выталкивает воду.

КПД бытовых винтовых насосов доходит до 50%, они могут работать с вязкими жидкостями (перекачка нефти в нефтегазовой промышленности), поэтому при бытовом использовании многие считают, что винтовые модели могут без ущерба для себя прокачивать воду с песком. Данное мнение неверно, песок царапает винт и пластиковую обойму, приводя к их быстрому износу, при необходимости в торговой сети можно приобрести резиновую обойму, менее подверженную истиранию.

На строительном рынке не так много винтовых моделей от ведущих зарубежных производителей насосного оборудования, наиболее широко представлены отечественные бренды Беламос, Вихрь, Unipump ECO VINT, встречаются импортные Aquatica, Werk, Vodotok, Sprut. Винтовые виды бытовых электронасосов могут подавать воду объемом до 15 м.куб./ч. при напоре около 100 м.

Рис. 6 Винтовые насосы – конструкция и внешний вид

Вихревые

В вихревых погружных насосах забор и выталкивание воды происходит с помощью одного рабочего колеса с лопатками, которое расположено в верхней части вертикально подвешенного корпуса рядом с выходным патрубком. Для снижения гидравлических потерь в конструкции предусмотрено очень малое расстояние между боковой гранью диска вихревого колеса и рабочей камеры – это делает невозможной работу вихревых устройств в среде с частицами песка.

Особенность вихревых видов, используемых в промышленности – возможность перекачки жидкостей с высоким содержанием газов, КПД бытовых агрегатов редко превышает 50%.

Устройства вихревого типа обладают неплохими напорными характеристиками (высота подъема жидкости достигает 100 м.) и средними объемами прокачки (около 5 м.куб./ч.).

Хотя вихревые электронасосы редко используются в быту, на рынке встречаются модели Беламос ТМ, Sprut, Вихрь, NeoClima, Pedrollo Davis.

Рис. 7 Вихревой погружной насос – конструкция и внешний вид

Центробежные

Центробежные виды являются безусловными лидерами в бытовом использовании среди других типов электронасосов, практически все поверхностные модели имеют центробежный принцип действия, они входят в состав бытовых насосных станций.

Такого распространения центробежные устройства добились благодаря следующим свойствам:

• Их коэффициент полезного действия (КПД) – наивысший из всех аналогов, в крупногабаритных промышленных агрегатах он достигает 92%, в бытовых моделях доходит до 70%.
• Конструктивно рабочая камера выполнена таким образом, что жидкость поступает в центральную часть центробежного колеса, а выталкивается наружу через боковой патрубок. Это позволяет делать многоступенчатые центробежные устройства, в которых выталкиваемая жидкость подается на ось следующего колеса, еще больше повышающего ее давление.
  Благодаря использованию нескольких центробежных колес с отдельными рабочими камерами (ступенями), удается получить в системе параметры напора, в разы превышающие показатели другого насосного оборудования, (в бытовых моделях напор не превышает 300 м).
• Центробежные виды способны прокачивать жидкость в больших объемах при высоком напоре, при бытовом использовании данный показатель редко превышает 20 м.куб./ч.
• Агрегаты центробежного типа менее подвержены воздействию мелких частиц песка на рабочий механизм, их повсеместно используют в песчаных скважинах, выбирая модель для работы с подходящим размером частиц, указанном в паспорте.
• Существенным преимуществом центробежных видов является высокая оснащенность автоматикой, ведущие мировые производители насосного оборудования (Grundfos, Pedrollo, Speroni, Dab) снабжают свои приборы блоками с частотным регулированием скорости вращения рабочего колеса. Данная инновация позволяет не только существенно сэкономить электроэнергию при эксплуатации электронасоса (до 50%), но и значительно увеличить срок его службы.

Если перечислять всех производителей центробежных насосов, представляющих свою продукцию на отечественном рынке, список будет довольно объемным, поэтому ограничимся ведущими мировыми производителями, указанными выше. Из отечественных брендов наибольшую известность получили Водолей, Джилекс Водомет, Вихрь, Беламос, Калибр, Unipump.

Рис. 8 Центробежные погружные насосы – конструкция и материалы изготовления на примере Grundfos SBA

Как правильно выбрать и на что обратить внимание при покупке насоса

Решая, какой насос лучше поставить в колодец, необходимо учитывать следующие факторы:

• Стоимость. Стоимость оборудования является главным показателем при выборе подходящей модели, минимальная цена колодезных Grundfos составляет 300 у.е., отечественный Джилекс с аналогичными параметрами можно приобрести в разы дешевле (80 у.е).
• Материал изготовления. В основном корпуса колодезных насосов изготавливают из нержавеющей стали или высокопрочных полимеров, так же из высококачественного пластика делают их рабочие колеса – это уменьшает вес прибора. При покупке следует обратить внимание на китайского производителя – дело в том, что в своих изделиях китайцы вместо медной обмотки используют алюминий с напылением – микс. Это приводит к тому, что при работе из-за более высокого сопротивления алюминия возрастают потери в обмотке, увеличивается нагрев корпуса, падает КПД. Некоторые российские производители тесно связаны с китайскими фирмами, к примеру, оборудование под брендом Вихрь изготавливается на китайских предприятиях и имеет алюминиевую обмотку электродвигателя.
• Назначение насоса. Основные сферы использования насосного оборудования на загородном участке – обеспечение постоянного или временного водоснабжения, полив. При использовании в садово-огородных целях лучше выбрать вибрационный электронасос – его стоимость ниже всех аналогов, он неприхотлив к качеству рабочей жидкости, а временное использование в короткий период не нанесет существенного ущерба скважине или колодцу.
  В некоторых случаях вибрационные модели можно использовать и для временного водоснабжения, но при постоянной подаче воды применяют специальные погружные центробежные насосы с поплавковым выключателем для колодцев.
• Параметры источника. Модель необходимо выбирать в соответствии с дебитом источника – объем подачи насосного агрегата не должен превышать естественное пополнение водоема водой. Во всех моделях погружных электронасосов указывается глубина погружения под зеркало воды. Так как погружной насос располагается в колодце или скважине на минимальном расстоянии около 0,5 м. от дна, то толщина слоя воды над ним не должна превышать указанный в техническом паспорте параметр.
• Напор. Показатель напора при прямой подаче воды определяется расчетным путем с помощью простых формул, он зависит от протяженности горизонтальных и вертикальных участков водопроводной магистрали и потерь в линии, также учитывается часть, идущая на поддержание давления в системе.
• Размер частиц. Все модели погружных насосов рассчитаны на забор чистой питьевой воды, если в жидкости содержится мелкий песок, подбирают модификацию, допускающую работу с определенным размером частиц, указанном в техническом паспорте.

Рис.9 Технические характеристики насосного устройства Джилекс

• Температура. На отечественный рынок производитель поставляет установки для откачки воды со стандартными параметрами: температура рабочей жидкости до +35 С., окружающей среды до +40 С. – понятно, что такая температура воды не может быть в природном источнике водоснабжения и любое насосное оборудование подходит по этим параметрам.
• Модель. Для колодцев разработаны специальные модели насосов с поплавковым выключателем, отключающих подачу питания на прибор при падении уровня воды в колодце ниже всасывающего фильтра или при определенной отметке (глубину срабатывания поплавка можно регулировать). Данное устройство дублирует реле сухого хода в системе, которое можно устанавливать по желанию потребителя.
  Колодезные модели ведущих производителей (Grundfos) оснащают поплавковым забором воды – это позволяет подавать чистую незамутненную воду с поверхности источника, а не с донной области с высоким содержанием частиц песка, при этом не потребуется очистка воды дома от песка.
• Другие параметры. Менее важными факторами, на которые следует обратить внимание при выборе устройства, являются длина шнура питания, наличие встроенного обратного клапана, вес и габаритные размеры, длительность гарантийного срока, наличие и расположение ближайших центров технического обслуживания.

Не следует использовать в колодцах электронасосы, предназначенные для забора воды из скважин, даже если они подходят по параметрам. Дело в том, что колодезные насосы рассчитаны на забор воды с небольших глубин (их максимальный напор редко превышает 50 метров), а если использовать скважинный насос с высокими напорными характеристиками на малом напоре, увеличив тем самым объем подачи воды, его КПД будет недопустимо низким.

Какой лучше выбрать?

Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:

Таким образом, для подъема воды из колодца проще использовать поверхностный насос или насосную станцию, а из скважины — погружной роторный либо центробежный.

Включение в систему водоснабжения

Как говорилось выше, более других удобны в установке и эксплуатации готовые насосные станции, технические характеристики которых пригодны для водообеспечения небольшого дома на семью из 2~3 человек или дачи.

Подключение их сводится к нескольким простым шагам:

• Выбор места размещения.
• Подготовка надежного основания.
• Подведение необходимых трубопроводов.
• Всасывающую трубу, опускаемую в колодец, необходимо оборудовать сетчатым фильтром и обратным клапаном. Опустить ее следует на глубину не выше 1 м от поверхности воды.
• Подключение электрической сети и защитного заземления.

Внимание! Все водяные электронасосные агрегаты должны иметь защитное заземление или зануление, без которых их эксплуатация недопустима. Подключение их к силовому электрощиту необходимо производить через УЗО и автомат максимального тока.

Расчет погружного насоса

При покупке погружного насоса основными его показателями являются высота подъема и объем перекачиваемой жидкости. Объем воды, которую должен прокачивать насос, связан с двумя параметрами – дебитом источника и нуждами потребителя. Объемные параметры насоса не должны превышать скорость естественного притока воды в колодце, в противном случае динамический уровень снизится до критического, и поплавковый выключатель отключит насос, прекращая подачу воды. Нужно понимать, что слишком большое превышение объемов подачи воды насосом перед потреблением неэффективно и экономически невыгодно – работа мощного устройства приведет к частым гидроударам, уменьшению времени между циклами включения-отключения и срока службы прибора, лишним тратам электроэнергии.

Расчет колодезного насоса для полива

Редко кто использует только для полива дорогие погружные колодезные электронасосы, предназначенные для обеспечения постоянного водоснабжения, обычно выбирают бюджетные вибрационные агрегаты, имеющие одинаковые характеристики. Так как выбор ограничен, то рассчитывать параметры вибрационный помпы, выбирая подходящую модель, не имеет смысла, если их характеристики одинаковы.

Если планируется поливать из колодца большие площади размером в гектары, то здесь вибрационные насосы малоэффективны, и следует использовать для полива огорода мощные погружные скважинные насосы с высокими напорными характеристиками.

Объем подачи

Расчет производительности насоса для полива производят, используя формулу:

Q = Sп × n / t (л./ч.)

где Sп – площадь орошаемого участка в квадратных метрах;

n – приблизительная норма расхода воды на единицу площади в 1 квадратный метр, данный показатель лежит в диапазоне 3 – 6 литров и определяется видом высаженных культур, погодными условиями, структурой почвы, при расчетах можно выбирать и более высокий показатель;

t – предполагаемое время полива участка в часах.

Для расчетов можно воспользоваться простейшим онлайн калькулятором, но и ручной подсчет отнимет не более минуты, к примеру, для полива участка в 1 сотку (10х10 метров) при норме расхода воды 5 литров на 1 квадратный метр в течение часа понадобится электронасос производительностью:

Q = 100 х 5 / 1 = 500 (л./ч.) или 0,5 м.куб./ч. ( 8 л./мин.)

Рис. 11 Пример онлайн калькулятора

Напор

Рассмотрим определение напора для полива участка из колодца с глубиной погружения насоса в 10 метров от поверхности земли и расстоянии до точки полива в 50 метров, в системе используется гибкий шланг диаметром 16 мм. (5/8 дюйма).

Высота подъема жидкости Н (напор), необходимая для работы системы полива, складывается из следующих составляющих:

Н = Нв + Нг + Нп + Нд (м.)

где, Нв – длина вертикального участка, равна расстоянию глубины погружения электронасоса в колодец от уровня земли;

Нг – длина горизонтального участка трубопровода до точки полива, зависит от диаметра труб, при стандартном сечении в один дюйм 1 метр вертикального столба приравнивают к 10 метрам горизонтального участка.

Нп – гидравлические потери в линии, зависят от количества фитингов, поворотов, тройников, кранов. На показатель влияют  и параметры трубопровода от скважины или колодца: материал изготовления, его диаметр (чем меньше, тем больше сопротивление водному потоку), качество трубопровода (шероховатость стенок). Обычно для полива используют гибкие шланги малого диаметра, имеющие значительное гидравлическое сопротивление потоку, для приблизительных расчетов его можно взять равным 25% от общей длины линии при диаметре 16 мм.

Нд – рабочий напор в системе, иногда и расчетах требуется перевод давления из атмосфер в bar. или паскали, для упрощения одну атмосферу считают равной одному бару или 0,1 мПа., для полива берем значение напора в 1,5 бар, что соответствует 15 метрам вертикального водяного столба.

В итоге получаем:

Н = 10 + 5 + 60 х 25 / 100 + 15 = 45 (м.)

Далее по графику напорных характеристик подбираем нужную модель электронасоса, рассматривая каталог изделий выбранного производителя.

Если рассмотреть линейку популярных бытовых электронасосов Джилекс, по требованиям соответствует модели Джилекс Водомет 55/50 и 150/45 (рис. 12, точка 1), однако при использовании в таком диапазоне они будет работать с минимальным коэффициентом полезного действия. Поэтому в быту не используют мощные электронасосы для полива, применяя вместо них маломощные вибрационные модели, наиболее подходящие по параметрам.

Из графика видно, что работа мощных насосов становится эффективной (высокий КПД) при больших объемах прокачки.

Рис.12 Напорные характеристики Джилекс Водомет

Пример расчета

Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:

• Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
• Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
• Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
• Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
• Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
• Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.

Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.

Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару ~ 0,98 ат.

Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.

Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.

При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.

Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:

• Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
• Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
• Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
• Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
• Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару ~ 9,87 м.

Суммарный напор гидронасоса будет равен:
4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.

Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.

Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:

Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.

Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле:
Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).

Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.

Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:

Насос погружной для водоснабжения – схема подключения

Колодезный насос опускают в источник строго по его центру, чтобы избежать касания поплавком стенок, его привязывают к жесткой поперечной трубе, уголку, металлопрофилю, вставленных в пробитое отверстие в стенках вместе с напорной трубой водопровода. Второй вариант – подвешивание насоса на поперечную опору, расположенную поверх колодезных стенок, более прост, но для подключения к водопроводной линии, расположенной под землей, все равно придется спускаться в колодец. Расчетной точкой установки насоса от поверхности земли является глубина промерзания грунта в зимнее время, вся система водопровода углубляется на расстояние около 0,5 ниже этой отметки.

Для подачи воды в дом обычно используют трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД), специально рассчитанные для использования в системах водоснабжения. Напорная труба присоединяется к электронасосу пластиковым фитингом, ее дальнейшее подключение к водопроводной линии также производят с помощью переходной угловой пластиковой муфты, при подаче в дом с помощью арматуры для ПНД линия легко подключается к внутренней водопроводной системе.

Насосное оборудование подключают по стандартной схеме с использованием реле давления, манометра, гидроаккумулятора (позволяет  в системе поддерживать давление), применяя специальную фитинговую сантехническую арматуру ( пятивходовой штуцер). В отличие от скважинных видов, реле сухого хода из автоматики управления можно исключить – погружной агрегат от перегорания обмотки защищен поплавковым выключателем.

Рис. 10 Схемы подключения колодезного электронасоса

Слабые места насосных станций и основные поломки

Выпускающиеся промышленностью насосные станции, или так называемые самовсасывающие насосы, привлекают:

• доступной ценой, меньшей, чем при отдельном приобретении всех комплектующих;
• компактными размерами;
• удобством установки и обслуживания;
• готовностью к эксплуатации сразу после приобретения.

Однако в их использовании имеются и недостатки:

• Ограниченная 7~8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.
• Необходимость оборудования специального утепленного звукоизолированного помещения.
• Небольшая емкость гидроаккумулятора 20~50 л.
• Шум при работе.

Неисправности насосных станций могут быть вызваны следующими причинами:

• Внезапное отключение электроэнергии часто сопровождается гидроударом, способным нанести непоправимые повреждения.
• Загрязненность и низкое качество воды приводят к повышенному износу лопаток центробежного гидронасоса и заиливанию бака.
• Несоответствие условий эксплуатации техническим параметрам.

частота включения/выключения станции значительно превышает паспортную

Станция при этом не может создать требуемое давление в системе и частота включений еще больше увеличивается. Проверяется нажатием ниппеля на обратной стороне бака: если оттуда потекла вода — мембрана требует замены.

Еще одной распространенной неисправностью является поломка или неправильная регулировка реле давления, которая приводит к непрерывной работе станции без отключений.

Регулируется реле двумя пружинками разного размера. Большой устанавливают нижний порог, а маленькой — разницу между верхним и нижним.

Жители городских домов или квартир нечасто задумываются о том, что, подходя к крану на кухне либо в ванной и просто открывая его, они включают в работу отточенную для ее создания столетиями научных открытий, изобретений и инженерных решений огромную и сложную систему добычи водных ресурсов, их доставки и распределения.

Те же, кому приходится создавать для своего жилища такую систему в миниатюре, по‑настоящему дорожат ценностью этого поистине незаменимого источника жизни — воды.

Рекомендации специалистов

Организуя монтаж водопровода своими руками, важнейшей задачей является правильный выбор насосного оборудования, которое должно не только выполнять поставленные задачи, но и работать длительное время без поломок. При его подборе могут быть полезны следующие рекомендации специалистов:

• Лидером по производительности являются центробежные виды, которые оптимально использовать для колодцев – все другие обладают более низким КПД, приводят к заиливанию источника (помпы вибрационного типа), могут работать только с чистой водой (вихревые),также у аналогов отсутствует поплавковый выключатель.
• Для забора воды из колодцев следует использовать только колодезные агрегаты, обладающими низкими напорными характеристиками и высокими объемами прокачки – в этом случае их КПД будет иметь максимальный показатель в отличие от непредназначенных для работы в колодцах скважинных насосов.
• Правильный выбор производителя является главной задачей при покупке насоса. Практически все китайские модели поставляются с обмоткой из алюминия, которая имеет высокое сопротивление и большие потери энергии, приводящие к повышенному нагреву – этот фактор снижает коэффициент полезного действия электронасоса. Отечественные и китайские бюджетные модели неизвестных производителей лучше не использовать – некоторые из них имеют сальниковое уплотнение вала двигателя, которое морально устарело полвека назад и может пропускать при высоком давлении песок и воду (все современные модели имеют торцевое уплотнение с керамическими, графитовыми кольцами или аналогичными материалами).
• Если после расчетов рассматривается модель китайского производителя, то следует учитывать, что ее соответствие указанным в техническом паспорте параметрам отличается на 20% в сторону понижения – поэтому следует выбирать модель с аналогичным запасом по техническим характеристикам.
• Для получения оптимального соотношения цена и качество лучше использовать насосы от итальянского производителя (Pedrollo, Speroni, Dab) – они дешевле Grundfos, выполнены из высококачественных материалов, обладают высокими техническими параметрами.
• Улучшить качество всасываемой из колодца питьевой воды помогут насосы с поплавковым забором из верхнего водяного слоя – в этом случае в жидкости будет отсутствовать песок, находящийся в большом количестве в придонной области, и установка дополнительных фильтров не понадобится.

Рис.15 Колодезные насосы для водоснабжения дома от ведущих производителей Grundfos, Pedrollo, Dab, Karcher

Делая выбор устройства для водозабора из колодца, следует использовать центробежные модели с поплавковым выключателем, специально предназначенные для этих целей – они наиболее подходят по техническим характеристикам. Популярный отечественный агрегат Джилекс Водомет можно приобрести за цену около 100 у.е., импортные аналоги обойдутся в 3 – 5 раз дороже.