Калькулятор расчета производительности скважинного насоса

Выбор скважинного насоса

После того, как мы узнали необходимые сведения и характеристики нашей системы, перед нами остается нерешенной лишь одна проблема — выбор скважинного насоса. Допустим, что расчетные данные оказались следующими:

1. Глубина трубы — 50 метров.
2. Диаметр — 133 мм.
3. Уровень производительности — 3 куб.м/час.
4. Показатель динамического уровня — 20 м.
5. Удаленность скважины от дома — 15 м.
6. Емкость гидробака — 100 литров (при работающем насосе 2 атм., при отключенном -3,5 атм.)
7. Число проживающих 3-4 чел. (норма потребления 1,2-1,6 куб. м/час).

Если исходить из диаметра скважины, то оптимальным выбором для нас будет насос, диаметр которого составляет в диапазоне 3-4 дюйма

После этого необходимо обратиться к производительности: важно понять, какая модель насоса будет в состоянии поддерживать требуемый напор

Для этого нам потребуется рассчитать высоту, на которую насос должен поднимать воду из скважины:

• Показатель динамического уровня равен 20 м, что соответствует 2 атмосферам.
• Скважина удалена от дома на расстоянии 15 м, что эквивалентно 0,15 атмосфер.
• При работающем насосе в момент закачки воды гидробак гидроаккумулятора будет составлять 3,5 атмосфер.

Выполни нехитрые подсчеты, получим, что минимальный напор нашей установки с учетом указанных характеристик скважины составит 57 метров (2+0,15+3,5=5,65 атм.).

Однако здесь важно предусмотреть и потери давления и производительности в трубопроводе, которые могут быть довольно значительными. Такое часто может наблюдаться в системе, у которой водоподводящие трубы заметно уступают по диаметру выходному отверстию насоса

Скажем, насос датского производителя Grundfos SQ имеет диаметр выходного отверстия 40 мм.

В подобной ситуации для нас недопустимой будет прокладка магистрали величиной 25 мм. Однако это не единственные потери, которые могут возникать при эксплуатации системы. Они могут присутствовать и на разнообразных изгибах, тройниках, кранах, которые могут уменьшать давление на 0,1-0,4 атмосферы из расчета на каждый узел. Вдобавок к этому следует учесть и нестабильность напряжения в электросети, а это может плохо отразиться на эффективности работы насоса. Чаще всего величина потерь, возникающих на трубах и арматуре, составляет около 10-20%. Для качественного водоснабжения выбранный скважинный насос должен поддерживать в системе давление на уровне 1,2-1,6 кубометров в час.

• Снижение уровня жидкости- 0,5 атм.
• Потери в трубопроводе — 0,4 атм.
• Потери в результате перепадов напряжения сети и запас на износ насоса — 1,5 атм.

Поэтому, если принять во внимание потери давления, вероятность понижения уровня воды в скважине, нестабильность напряжения в бытовой сети, оптимальным для нас выбором будет модель насоса, которая будет способна обеспечить давление не менее 8,05 атмосфер (5,65+0,5+0,4+1,5). Иными словами, его возможности должны позволять поднимать воду на высоту 80 метров

Основные параметры скважины

При подборе помимо технических характеристик насоса необходимо знать и особенности скважины. К основным параметрам скважины для домашнего водоснабжения относят:

Очистка и небольшой ремонт скважинного насоса

Бывают случаи, когда устройство скважинного насоса не вращается и у его хозяина возникает необходимость разборки насоса. Учтите: у устройства отсутствует внутренний фильтр, а сетка, которая улавливает камни и крупный песок, крепится снаружи между двигателем и насосной частью. По этой причине прекращение вращения, как правило, обуславливается поломкой или засорением рабочих колес. Не крупный засор есть возможность попытаться устранить самостоятельно.

Чистить нужно в несколько этапов:

– Снимите защитную сетку. В новых моделях она закреплена специальным зажимом, открывающимся путем поддевания отверткой или легким нажатием посередине. На старых – есть два обыкновенных болта, которые легко откручиваются

– На широких моделях насосов есть возможность также снять кабель-канал – маленький металлический желобок, защищающий шнур от дефектов.

– Двигатель можно демонтировать и отсоединить от насосной части, открутив четыре болта ключом на 10. после этого надо снять муфты, которые направляют силу двигателя на насос.

– Разобранный аппарат бережно кладут на горизонтальную поверхность

Очень важно не повредить шнур

– Далее надо прокрутить вал головкой на 12 или торцовым ключом, обязательно поддерживая верхнюю часть аппарата. Когда вал сдвинется нужно подать струю воды в насосную часть с целью удаления оттуда частей из-за которых устройство заклинило. Убедившись, что вал может крутиться, старательно отмываем насос, и собираем его в обратной последовательности.

Не редко бываю случаи, когда собственник насоса, заметив, что ось в насосной части не вращается, решают, что заклинило подшипник. Но в насосной части находится один подшипник скольжения и соответственно заклинить не может. Здесь возникла проблема с рабочим колесами и их лучше всего заменить. Если есть запасные детали можно попробовать починить насос самостоятельно. Для этого нужно:

• Упереться в латунную часть низа аппарата и с усилием сдавить оболочку снизу и сверху.
• Воспользовавшись узкозубцами изъять стопорное кольцо. Кольцо находится в специальной канавке и ослабится, если сильно сжать оболочку.
• Все рабочие колеса снять один за другим, потом снять упорную крышку с подшипником.
• Ликвидировать причину заклинивания и сложить детали в обратном порядке.

На что обратить внимание при выборе скважинного насоса

Размышляя над тем, какой насос лучше для скважины, обратите внимание на следующие критерии:

Производительность. Насос для скважины должен покрывать минимум 50 % общего потребления воды в системе водоснабжения (умывальники, душевая кабина, мойка и т.д.) и при этом не превышать дебита скважины (чтоб не высасывал воду из скважины быстрее, чем она туда набирается). Дебит скважины можно посмотреть в паспорте установки скважины. Из таблицы ниже видно, сколько в среднем потребляет воды каждая точка водоразбора. Предположим у вас в доме есть умывальник, душевая кабина, туалет и стиральная машина. Тогда ваш насос должен производить минимум (600+720+720+420)/2 = 1230 л/ч. Таким образом можно точно рассчитать погружной насос для скважины. Какой лучше будет для вас, будет зависеть от ваших условий.

Максимальный напор. Это высота, на которую насос может поднять воду. Однако максимальный напор определяет не только высоту, на которую агрегат способен «закинуть» воду, но и давление, которое будет на выходе в конкретном пункте водоразбора. Так давление для обычной мойки нужно меньше, чем, например, для душевой кабинки. Поэтому стоит брать с запасом в 10 — 15 %. Например, если у вас насос будет погружен на 20 м в скважину, а поднимать воду нужно будет на второй этаж на 6 м вверх, тогда стоит брать насос с максимальным напором не меньше (20 + 6) + (20 +6) * 0,15 = 29,9 м. Ближайшим будет устройство с напором в 30 м.

Максимальная глубина погружения. Здесь имеется ввиду глубина погружения под воду, а не вообще в скважину. Предположим у вас скважина общей глубиной 50 м, но от поверхности до зеркала воды 20 м. Значит у нас 30 м водного пространства, и если вы хотите опустить агрегат почти до самого дна, тогда его максимальная глубина погружения должна быть не меньше 30 м.

Длина шнура питания. Шнур питания должен быть длиной не меньше общей глубины скважины (если опускать будете к самому дну) плюс расстояние до розетки. На первый взгляд это может показаться мелочью, но практика показала, что многие покупатели ошибаются с длиной шнура и затем начинают добавлять кучу переносок.

Защита от перегрева. У всех погружных насосов хорошо организована система охлаждения, так как устройство помещено в воду. Однако в условиях экстремальной работы двигатель все же может перегреваться. Если планируете нагружать агрегат по полной, тогда лучше купить модель с термореле, которое отключит конструкцию при перегреве двигателя.

Защита от сухого хода. Эта функция отключит устройство, если уровень воды в скважине упадет до критического уровня, чтобы оно не работало вхолостую. Очень полезная функция, особенно в периоды сезонного падения уровня воды.

Напряжение. Большинство бытовых насосов работает от обычных однофазных сетей, напряжением 220 В. Однако есть устройства, которые запитываются исключительно от 380 В. В большинстве своем это профессиональные агрегаты, поэтому в быту применять их нецелесообразно

Однако обращайте на этот показатель внимание, чтобы нечаянно не купить трехфазную модель. Количество ступеней всасывания

Одноступенчатые аппараты имеют одно колесо вращения внутри корпуса

Количество ступеней всасывания. Одноступенчатые аппараты имеют одно колесо вращения внутри корпуса

По мощности и производительности они значительно проигрывают многоступенчатым агрегатам, однако и стоят гораздо дешевле. Если у вас большая глубина скважины или необходимо использовать воду для орошения полей, тогда вам подойдут многоступенчатые скважинные насосы. Какой марки выбрать устройство? Если хотите сэкономить, то берите отечественные агрегаты.

Вышеприведенные критерии помогают понять, как подобрать насос для скважины. Теперь посмотрим на рейтинг лучших моделей 2019 — 2020 года.

Расчет параметров погружного насоса

Перед выбором погружного насоса рекомендуется произвести расчет таких параметров, как производительность и напор.

Расчет производительности

Для того чтобы оборудование могло полностью удовлетворить нужды жильцов дома в воде, следует правильно сделать расчет производительности насоса перед его покупкой. Общий расход воды можно узнать, если суммировать ее расходы на всех точках потребления в доме. Для упрощения вычислений можно воспользоваться приведенными ниже средними значениями расхода.

После того, как вы просуммируете расходы всех возможных точек водозабора, следует вычислить расчетный расход воды в системе. Этот показатель будет значительно ниже того, что получился при суммировании, поскольку вероятность использования всех водозаборных точек одновременно крайне невысокая. Для вычисления значения также можно использовать таблицу, приведенную далее.

В столбцах с серой заливкой приведены показатели максимального расхода воды при единовременном использовании всех точек забора. В столбцах без заливки (белых) указаны значения расчетного расхода жидкости, которые и будут отражать реальное потребление воды.

Допустим, в дачном доме установлены следующие точки водозабора:

• унитаз с расходом – 0,1 л/с;
• умывальник со смесителем – 0,12 л/с;
• стиралка (автомат) – 0,25 л/с;
• кухонная мойка со смесителем – 0,12 л/с;
• душевая кабина со смесителем – 0,12 л/с;
• водонагреватель – 0,1 л/с.

Суммируя общий расход от всех точек потребления, получим: 0,1 + 0,12 + 0,25 + 0,12 + 0,12 + 0,1 = 0,81 л/с. Но, поскольку возле дома имеется небольшой сад и участок под огород, то к полученному значению следует добавить расход поливочного крана, который равняется 0,3 л/с: 0,81 + 0,3 = 1,11 л/с. Далее, находим в таблице расчетного расхода показатель, близкий к 1,11. Напротив данной цифры стоит 0,58 л/с. Это число отражает реальный расход воды в этом доме. Полученный результат необходимо перевести в м3/ч: 0,58 х 3,6 = 2,008 м3/ч.

Подводим итоги: расход воды на данном дачном участке составляет приблизительно 2 м3/ч. Исходя из этого, необходимо подбирать насос с производительностью чуть больше 2 м3/ч.

Расчет напора

Чтобы рассчитать значение напора для погружного насоса, применяется следующая формула: Н _тр = Н _гео + Н _потерь + Н _своб

1. Н _тр – требуемый напор.
2. Н _гео – значение перепада высот между самой верхней точкой водозабора и точкой, в которой находится аппарат.
3. Н _потерь – суммарное значение потерь в трубопроводе. Потери могут вызываться трением воды в магистрали, а также снижением давления в местах изгибов труб и в тройниках. Н _потерь, берется из таблиц, приведенных ниже. Первая таблица предназначена для определения потерь в полимерных трубах, а вторая – в металлических.
4. Н _своб – это напорная характеристика, определяющая свободный напор на излив. От нее зависит, насколько комфортным будет использование водопровода в доме. Для расчетов берут средний показатель, равный 15-20 м.

Итак, чтобы выполнить расчет напора насоса, имеются следующие данные:

• колодец глубиной 30 м;
• расстояние до воды от поверхности грунта – 10 м (это статический уровень);
• динамический уровень (определяет, насколько опускается зеркало воды при работающем агрегате) – 15 м;
• насос установлен на 1 метр ниже динамического, то есть на глубине 16 м.;
• объем воды, который будет выкачиваться из колодца – 3 м3/ч;
• жилище удалено от источника на 20 м;
• труба пластиковая, диаметром 32 мм;
• по дому проложена пластиковая труба диаметром 25 мм и длиной 15 метров;
• точки водозабора находятся на 2 этаже (в данном случае взята высота 5 метров);
• в системе установлено 2 обратных клапана, 3 тройника, 2 угла по 90 градусов и 1 клапан запорного типа.

Сначала нужно вычислить Н _гео. Этот показатель вычисляется путем суммирования динамического уровня и максимальной высоты точки забора воды: Н _гео = 15 + 5 = 20 м. Далее, суммированием рассчитываются потери в системе. В таблице потерь, предназначенной для труб из пластика, необходимо найти строку со значением 3 м3/ч.

Расчет мощности

Следует знать, что расчет мощности агрегата – это достаточно сложный процесс с использованием сложных формул и множества переменных. Поэтому будет разумнее подойти к этому вопросу с другой стороны: сначала нужно вычислить такие параметры аппарата, как производительность и напор, а затем по этим данным подобрать модель насоса. В инструкции к нему и будет указана потребляемая мощность устройства.

Критерии выбора

Насос для скважины, например, Малыш, – это главный элемент системы водоснабжения загородного дома. От правильности выбора этого агрегата зависит бесперебойная работа всей системы. При подборе насосного оборудования необходимо учитывать сразу несколько критериев:

• Главными показателями , влияющими на выбор устройства, являются уровень жидкости в гидротехническом сооружении и глубина скважины. В паспорте к насосному оборудованию обязательно указывается глубина водозабора, на который рассчитан насос. Если вы не знаете, какой глубины ваше гидротехническое сооружение, лучше её измерять самостоятельно при помощи специального прибора или обычной верёвки. Также при помощи верёвки (её мокрой части) можно узнать высоту водного столба в скважине. Далее мы рассмотрим особенности выбора агрегата для скважин глубиной 30 метров.
• Потребности в воде . Выбор насосного оборудования без знания этой величины просто невозможен. В зависимости от разновидности насоса этот показатель может быть в пределах 20-200 л/мин. Расчёт делается с учётом, что один человек использует в сутки воду в объёме 200 л. Следовательно, на семью из четырёх человек понадобится насос, мощность которого находится в пределах 30-50 л/мин. Можно выбрать самый простой агрегат, например, Вихрь или Малыш, только стоит предусмотреть небольшой запас мощности. Если кроме водоснабжения дома прибор будет обеспечивать полив огорода, то нужен насос ещё большей мощности. Как правило, для полива огорода в день может понадобиться около 2 тыс. литров воды, поэтому мощность насосного оборудования должна быть больше на 50 л/мин.
• Производительность скважины . Точно вычислить объём воды, добываемый за определённый период, не получится. Для приблизительной оценки этого параметра засекают время, за которое всю воду из гидротехнического сооружения откачают, а также время, за которое полностью опустошённая скважина вновь наполнится водой. После этого второй показатель стоит разделить на первый. Полученный результат и будет дебетом водозабора. Для подбора насосного оборудования этой приблизительной величины будет вполне достаточно.
• Напор скважины на воду . Этот показатель особенно важен для водозаборов глубиной 30 метров и более. Для определения напора вы должны знать, сколько метров в глубину имеет ваша скважина. К этой величине прибавляют 30 и увеличивают на 10 процентов. В итоге вы получите высоту водяного столба. По этому показателю и выбирают насос. Например, если ваше гидротехническое сооружение глубиной 30 метров, то высота водяного столба получится 60 м +30 + 10% = 66 м. В таком случае лучше выбирать модель насосного оборудования, например, Малыш или Вихрь, с напором 70 метров.
• Диаметр ствола гидротехнического сооружения . Этот показатель нужен для определения мощности насосного оборудования. Если бурение вашей скважины выполняли профессионалы, то данную величину можно найти в паспорте скважины на воду. Если водозабор делали сами, то диаметр можно измерять тоже самостоятельно. Эта величина должна быть в дюймах, поэтому для перевода из сантиметров знайте, что в одном дюйме 2,54 см. Большинство насосов, в том числе и агрегат Малыш, предназначены для скважин размером 4 дюйма. Если диаметр ствола вашего сооружения нестандартный, нужную модель можно заказать из каталога. Именно поэтому, прежде чем делать скважину на воду, стоит заранее выбрать подходящий 4-х дюймовый диаметр обсадной колонны.
• Цена насосного оборудования – не менее важный показатель при выборе агрегата. Также при подсчёте расходов стоит учесть, что вам понадобится стальной трос для подвешивания насоса в скважине и автомат для подключения. Необязательно выбирать самый дорогой агрегат. Есть сравнительно недорогие отечественные модели, например, насос Малыш, которые отлично справляются с поставленными задачами.

Ключевые особенности насосов для скважин

Ключевым отличием насосов для скважин считают материал. Чаще всего встречаются модели из стали и пластика. Это антикоррозийные материалы, защищающие поверхность от деформации и повреждения. Для всех скважинных насосов делают петлю. С ее помощью к оборудованию крепят трос. Он позволяет погружать насосы на дно водоема и при необходимости поднимать наружу. В насосах устанавливают фильтр для очищения поступающей воды из скважины.

Среди насосов для воды по устройству различают центробежные и вибрационные модели. Центробежные насосы для перекачивания воды имеют внутренний механизм для всасывания жидкости. Это происходит за счет вращающихся рабочих колес, захватывающий объемы воды. Существует классификация по ступеням, которая определяет количество рабочих колес в системе.

Силу струи в центробежном насосе зависит от работы предыдущего колеса. Это беспрерывный динамичный процесс, который обеспечивает высокие показатели напора насосов. Центробежные системы ценятся отличными показателями производительности. Эксплуатационный срок зависит от правильности использования устройства. Он достигает 5-ти лет. Вам не придется регулярно обслуживать центробежные насосы, применяя их для любых источников. Стоят они на порядок дороже вибрационных, но их покупка оправдана за счет достойных технических параметров.

В вибрационных моделях работа обеспечивается за счет электромагнита и вибратора. В результате колебаний вибратора происходит движение поршня. Это продуцирует всасывание определенного объема воды из скважины. Выталкивается жидкость через поршень. Для вибрационных насосов характерна более низкая цена. Они подходят для небольших нагрузок, поскольку имеют ограниченную производительность. Чаще всего вибрационный насос применяют для полива участков.

Виды насосов отличаются максимальным напором. Некоторые модели способны поднимать воды с глубины до 100 метров. При выборе насосов для установки в скважинах исследуется и качество воды в источнике. Она не должна быть загрязненная и с превышающим количеством примесей по стандартам оборудования. В описании насосов указывают максимальное количество твердых частиц в жидкости. Игнорирование этого показателя обернется выходом из строя агрегата или снижением его производительности.

Если вы намерены купить насос для скважинного колодца до появления источника воды, обсудите с проектировщиками его точные замеры и диаметр трубы. Параметры должны быть сопоставимы.

Статический, динамический уровень воды и дебит скважины

Показатель статический – это постоянное максимальное количество воды в источнике. Динамический уровень определят снижение уровня воды при включенном насосе. Это минимальное количество воды, которое может быть. При измерении в определенный момент уровень воды перестает опускаться. Это и будет граница для точного замера.

Разница статического и динамического уровня определяет производительность скважин. Мощность скважинного насоса зависит от этой разницы. Чем она меньше, тем серьезней оборудование вам потребуется. Грамотно продуманная скважина может обеспечить совпадение этих параметров. Это свидетельствует о точных просчетах. По факту вода заполняет скважину с хорошей производительностью, что не заставит вас ждать при перекачивании из источника.

Для выбора скважинного насосного оборудования учитывается динамическое значение уровня воды. Этот показатель должен быть на два метра ниже от максимальной глубины погружения скважинного насоса.

Дебит скважин – еще один важный показатель, который учитывают при технических расчетах насосного оборудования. Он определяет объем перекачиваемой воды за единицу времени

Здесь важно соотношение мощности и уровня воды. Значение дебита рассчитывается путем полного выкачивания воды из источника и повторного заполнения

Дебит может меняться в зависимости от времени года и сторонних факторов, поэтому полученный расчет будет относительным.

Диаметр обсадной трубы должен на 3 см превышать диаметр самого насоса. В таком соотношении система будет работать без сбоев. При выборе показателя диаметра оборудования ориентируются на параметры самой трубы. При необходимости вы должны легко изъять насос из системы и монтировать обратно.

Расчёт и Подбор центробежного Насоса по параметрам

Заполните ниже приведенную форму, и в результате online расчёта будет подобран список центробежных насосов соответствующих заданным параметрам.

Устройство и конструкция

Расчёт и подбор

Установка и монтаж

Обслуживание и ремонт

Подбор центробежного насоса

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

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

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

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

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

Расчёт центробежного насоса

Расчёт центробежного насоса заключается в определении двух параметров, необходимых для работы системы — подачи и напора. В зависимости от схемы установки подход к вычислению заданных параметров должен быть различным.

Расчёт повысительного насоса для системы водоснабжения выполняется по нагрузке часа максимального водопотребления, а напор определяют разницей между заданным давлением на входе в систему водоснабжения и давлением на вводе водопровода.

Давление на вводе в систему водоснабжения равно сумме избыточного давления у верхней водоразборной точки, высоты водяного столба от насоса до верхней точки и потерь напора на участке от повысительного насоса до верхней точки. Избыточное давление у верхней водоразборной точки обычно принимают 5-10 м.вод.ст.

Расчёт подпиточного насоса для системы отопления выполняют исходя из максимально допустимого времени заполнения системы и её ёмкости. Время заполнения системы отопления обычно принимают не более 2 часов. Напор подпиточного насоса определяется разницей между давлением выключения насоса (система заполнена) и давлением в месте подключения подпиточной линии.

Расчёт циркуляционного насоса для системы отопления выполняют исходя из тепловой нагрузки и расчётного температурного графика. Подача насоса пропорциональна тепловой нагрузке и обратно пропорциональна расчётной разнице температур в подающем и обратном трубопроводе. Напор циркуляционного насоса определяется только гидравлическим сопротивлением системы отопления, который должен указываться в проекте.

Кавитацией называют образование в толще движущейся жидкости пузырьков пара при снижении гидростатического давления и схлопывание этих пузырьков в толще где гидростатическое давление повышается.

В центробежных насосах кавитация образуется на входной кромке рабочего колеса, в месте с максимальной скоростью потока и минимальным гидростатическим давлением. Схлопывание пузырька пара происходит во время его полной конденсации, при этом в месте схлопывания возникает резкое увеличение давления до сотен атмосфер. Если в момент схлопывания пузырёк находился на поверхности рабочего колеса или лопатки, то удар приходится на эту поверхность, что вызывает эрозию метала. Поверхность метала подверженная кавитационной эрозии носит выщербленный характер.

Кавитация в насосе сопровождается резким шумом, треском, вибрацией и что особенно важно, падением напора, мощности, подачи и КПД. Материалов, имеющих абсолютную устойчивость против кавитационного разрушения не существует, поэтому работа насоса в кавитационном режиме не допускается

Минимальное давление на входе в центробежный насос называют кавитационным запасом NPSH и указывается производителями насосов в техническом описании.

Расчёт параметров центробежных насосов