Как выбрать погружной насос

Первые электрические насосы были поверхностными. С задачами по добыче чистой воды из водоемов и неглубоких колодцев они справлялись, но с увеличением глубины возникали сложности. Для того чтобы поднять воду с большой глубины, во всасывающем шланге требовалось создать сильное разрежение – это накладывало повышенные требования к материалу шланга и к механизму насоса.

Те же проблемы возникали при откачке «тяжелых» загрязненных вод, с большим количеством включений разного размера.

У погружных насосов этих проблем нет. Поэтому, несмотря на некоторое усложнение конструкции и повышенную цену, скважинные насосы оказались весьма востребованы – особенно с увеличением объемов частного домостроения.

В последнее время скважинные насосы значительно подешевели, но все равно вихревой или центробежный поверхностный насос стоит заметно дешевле аналогичного погружного.

Впрочем, у погружных насосов есть и другие достоинства, позволяющие конкурировать им с поверхностными даже на чистой воде и на небольших глубинах:

– работу погружных насосов не слышно с поверхности, они практически бесшумны;

– поскольку температура на большой глубине всегда выше 0, погружной насос способен работать зимой без дополнительного обогрева;

– у погружного насоса меньше риск работы «всухую» и, соответственно, поломки из-за перегрева.

А при откачке сточных вод и фекальных масс, при поднятии воды с больших глубин – у погружных насосов практически нет конкурентов.

Типы скважин для частного водопровода

Скважина под воду представляет из себя эксплуатационную выработку в земле цилиндрической формы, причем не обязательно вертикальную. Сложный рельеф местности или неоднородный грунт ограничивают залегание водоносных слоев (горизонтов), и здесь практически нет универсальных решений. Существуют специальные гидрографические карты, показывающие уровни залегания воды в той или иной местности.

План бурения скважины в каждом случае будет индивидуальным. Однако можно выделить два основных типа бурения: скважина на песок и на известняк.

На песок производят неглубокие выработки, в результате получают воду из песчаных водоносных горизонтов. Для дачных домов с целью снабжения водой для полива применяют скважины на песок.

Самым распространенным является применение системы водоснабжения частных домов из скважин на известняк. Они по глубине бурения самые длинные и обеспечивают самую мягкую для фильтров и пригодную для питья воду.

Отдельно можно выделить два частных случая – это абиссинский и шахтный колодцы. Абиссинский представляет из себя узкую скважину для забора воды из верхних слоев. Шахтный же, наоборот, имеет большой диаметр и предназначен для получения воды с глубины до 20 метров.

При бурении на дно шахты, где происходит забор воды, часто насыпают прослойку гравия. Гравийный слой служит первичным естественным фильтром. Однако окончательная очистка воды из скважины происходит в самом водопроводе через специальные фильтры биологической защиты.

Чистота получаемой жидкости зависит от горизонта залегания подземных вод. Их принято делить на три категории, каждая и которых имеет определенную глубину:

1. Верховодка – первый водоносный слой, может располагаться на уровне от 1 до нескольких метров. Он относится к почвенным водам и зачастую его присутствие в той или иной местности зависит от количества выпавших осадков. Вода в нем часто загрязнена.
2. Грунтовые воды – определяются на расстоянии от 7 до 30 метров. Это более чистая вода, которая фильтруется при прохождении через слои почвы.
3. Артезианскую воду можно найти на глубине от 30 до 100 метров. Особенность залегания этого гидропласта в том, что он расположен между двумя водоупорами, поэтому загрязнения почв не оказывают на него воздействия. Это чистая и пригодная для питья вода.

Чтобы предотвратить оползание стенок шахты, все типы скважин укрепляют обсадными трубами.

Сравнить недостатки и преимущества простой скважины и абиссинского колодца и принять окончательное решение, что же будет целесообразнее для вашего дома, поможет информация из следующего видео:

Подбор подходящего насоса

Получив общее представление о глубинных насосах, выбрав конкретный тип, приступаем к подбору подходящего для наших целей.

Наиболее сложен подбор скважинного насоса.
Для него приведем алгоритм подбора, по всем другим он будет аналогичен и проще.

Первый шаг: необходимо соразмерить возможности источника с вашими потребностями.
Необходимо знать, так называемый, «дебит»: количество воды в единицу времени, которое способен дать источник. Дебит должен быть на 5-10% больше максимального потребления. Иначе уровень забора – зеркала воды опустится ниже всасывающего патрубка насоса и приведет к нерегламентированному (аварийному) режиму «сухого хода» и отказу насоса. Скорость восполнения воды из водоносного слоя для разных грунтов существенно различается. Скажем, для скалистых грунтов она относительно мала, из более рыхлых грунтов – заметно больше. Если дебит недостаточен, надо искать возможность его увеличения:
– искать более водоносный слой для колодца или скважины;
– увеличить количество скважин;
– увеличить сечение скважины.
Надо учитывать и возможные сезонные колебания дебита и соответственно динамического уровня воды.

Обеспечив требуемый дебит, переходим к подбору насоса (станции).
Принципиальное отличие автоматической насосной станции от насоса:
– нет необходимости вручную включать электропитание, достаточно открыть кран.
– при небольших разборах вода в систему подается из гидроаккумулятора, который поддерживает запас в размере 10-20-50-100 литров и более (в зависимости от объема гидроаккумулятора). Насос при этом не включается, его двигатель реже испытывает пусковые броски тока и напряжения, не расходует свой ресурс, продляется срок службы.
– на случай отключения электроэнергии есть некоторый запас воды.
Имеются автоматические станции, имеющие очень маленький мембранный бак 0,1-1 литр или вовсе не имеющие гидроаккумулятора и реле давления. Управление включением и выключением насоса осуществляется встроенной электроникой с датчиками давления и потока.

Итак, насос. Методика подбора следующая:
Определяем на местности взаимное расположение мест потребления на участке, в доме и насоса в скважине, колодце, задаём требования к водопотреблению, проводим необходимые измерения.

1. Высоту подъёма воды насосом от зеркала до самой высокой точки водоразбора h_п, м;
2. Длину горизонтального участка трубопровода от вертикали расположения насоса до самой дальней точки разбора l, м.
3. Планируемое давление в системе водоснабжения P, атм;
4. Максимальный объём потребления воды Q, м3/час

Насос (станция) должен создать напор, позволяющий поднять воду по вертикали от зеркала до самой дальней точки разбора, преодолеть гидравлическое сопротивление горизонтального участка водопровода и создать заданное давление в дальней точке разбора.

При перемещении воды по горизонтали происходит потеря создаваемого насосом напора из-за гидравлического сопротивления трубы.

При сечении трубопровода равным сечению выходного патрубка насоса расчётное значение потерь обычно принимается примерно равным:
– 1/10 длины трубопровода от насоса до самой дальней точки водоразбора. Это часть напора, теряемая насосом при выталкивании воды по горизонтальному участку. На эту величину следует увеличить расчетное значение напора для компенсации указанных потерь.
С учётом сказанного, будущий насос должен развивать напор не менее:

Далее переходим к подбору конкретного насоса или автоматической станции.

Основные параметры насосов

• максимальный напор H_max, метр – максимальная высота, на которую насос может поднять жидкость от выходного патрубка при нулевой производительности.
• максимальная подача Q_max, м³/час – объём жидкости, подаваемой насосом в трубопровод в единицу времени при нулевом напоре;
• качество перекачиваемой воды, которую допускается перекачивать выбранным насосом.
  Оно оценивается количеством примесей, г/м³ – от простых взвесей до абразивных, вплоть до песка.
  Для большинства скважинных насосов вода должна быть чистой, с небольшим содержанием примесей не более 100 г на 1 кубометр.

Последняя характеристика очень важна. Ошибка может привести к быстрому выходу насоса из строя. Также загрязненная вода может негативно отразиться на работе устройств, установленных в доме:
– смесители;
– электроводонагреватель;
– стиральная или посудомоечная машины.
Возможно, потребуется установка водоочистительных фильтров.

Максимальные напор H_max и подача Q_max, указанные в паспорте насоса, это крайние значения его характеристик. Реально насос осуществляет транспортировку жидкости в, так называемой, «рабочей точке» напорной характеристики. Она отражает конкретные условия эксплуатации. Правильнее сказать: в рабочем диапазоне напорно-производительной характеристики. Потому что подача – не стационарная величина, а меняющаяся во времени, в зависимости от количества подключённых к насосу пользователей и их меняющегося потребления.

Рассмотрим рабочий пример

Для нашей схемы расположения насоса на рисунке выше:
– высота подъёма h_п = 50 метров,
– длина трубопровода по горизонтали от насоса до самой дальней точки водоразбора l = 10 метров;
– максимальный объём потребление Q = 1,8 м³/час,
– планируемое давление в системе P – 2 атм = 20 метров водяного столба.

Соответственно для требуемых в рабочей точке значений напора и производительности следует искать насосы, обеспечивающие максимальные паспортные значения:
H_max = H_рт/0,85… H_рт/0,7=1,18 H_рт…1,43 H_рт или H_max = 1,18…1,43 х 71 = (84…102) метров;
Q_max = Q_рт/0,85… Q_рт/0,7=1,18 Q_рт…1,43 Q_рт или Q_max = 1,18…1,43 х 1,8 = (2,2…2,6) м³/час.
Эти значения максимального напора и максимальной производительности (подачи), указываются в обозначении насоса (станции), или в технических характеристиках паспорта.

Для некоторых насосов указываются не максимальные значения параметров, а значения напора и подачи в рабочей точке, что удобнее для подбора.
В паспорте же приводится подробная характеристика насоса в графическом или табличном виде от нулевых до максимальных значений.
Рассматриваем в качестве возможного претендента для примера 4″ погружной насос Pedrollo 4BLOCKm 2/13.
В паспорте для него указаны характеристики близкие к требуемым расчётным:
– максимальные напор Н = 90 метров и
– максимальная производительность – 3,6 м³/час.
Графическая характеристика приведена ниже.

Видно, что выбранный насос в рабочей точке 30 л/мин = 1,8 м³/час практически удовлетворяет заданному требованию по напору 71 метр.
При уменьшении потребления напор будет возрастать.
При 1 м³/час он составит примерно 80 метров (а в напорной магистрали – 80-51=29 метров = (2,9 атм.)).

Это основа предварительного расчета.
Можно выбрать еще несколько насосов, отвечающих указанным требованиям.
Необходимо оценить и второстепенные регламентируемые характеристики, как, например, допустимая глубина погружения насоса под зеркало воды, минимальное расстояние нижнего торца насоса до дна скважины.
Эти характеристики могут оказаться решающими при окончательном выборе.
Сравнивая подобранные варианты по всем характеристикам самого насоса, гидроаккумулятора, автоматики, ранжируя по ценам, делаем окончательный выбор.

По подобной методике подбираюся колодезные, дренажные и фекальные насосы.

Правильно подобранный и установленный насос или станция водоснабжения надежно обеспечит Вас водой.