Высота подъема воды насосной станцией

Гидравлический расчет для выбора насосной станции.

Здравствуйте уважаемые читатели «Сан Самыча«. Смешно иногда слушать продавцов-консультантов, когда они пытаются искренне помочь «правильно» подобрать насосную станцию. Глубина всасывания, напор, расход, мощность электродвигателя, рассчитывая характеристики на ходу, они умудряются все перепутать и запутаться самим. Для нас, уважаемый читатель, важно понять, что производитель указывает максимально возможные характеристики насоса. И они, конечно, связаны с параметрами Вашей системы водоснабжения, но они не совпадают, и не могут совпадать.

Да, насос способен поднять воду с глубины в восемь метров, но тогда смело скидывайте с напора те же восемь метров или 0,8 бар (атмосфер, кгс/см 2 ).

Да, насос выдаст 45 метров напора (4,5 бар, атм., кгс/см 2 ), но при условии, что Вы не будете с него требовать расхода вообще, а источник воды будет на уровне насоса.

Да, насос будет перекачивать 50 литров в минуту (3 куб. метра в час), но тогда грех добиваться от него хоть какого-то давления. Радуйтесь, что он выдает Вам эти пять ведер в минуту!

Впрочем, производитель и не скрывает этого. В любом паспорте насоса и насосной станции можно найти зависимости расхода от давления на напоре данного насоса, оформленные в виде графика или таблицы. А уже сам покупатель решает: устраивают его данные характеристики или нет.

Что нужно для расчета характеристик насоса?

Для расчета необходимых характеристик насоса нужны некоторые сведения о будущей системе водоснабжения. И мне кажется, Вы, как хозяин своего дома без труда озвучите или выясните их.

К этим сведениям относятся:

— расстояние по вертикали от зеркала воды источника водоснабжения до предполагаемого места установки самого дальнего смесителя в метрах. Причем желательно учесть сезонные колебания этого расстояния и, так называемые, динамические, когда зеркало воды опускается из-за того, что Вы берете воду. Чем точнее Вы определите это расстояние, тем точнее будет расчет, потому что вертикальная составляющая потери напора, обычно, самая большая.

— расстояние по горизонтали от источника воды до самого дальнего смесителя, рассчитанное исходя из предполагаемого маршрута прокладки трубы. Это расстояние можно измерить не так точно, точность плюс-минус один метр вполне сойдет.

— примерное предполагаемое место установки насоса или насосной станции в сборе. Соответственно, с вертикальным расстоянием, желательно, определиться поточнее.

— диаметры и материал предполагаемых к использованию в системе труб. Сейчас, обычно, используют пластиковые трубы, а у них у всех примерно равные показатели шероховатости, поэтому, по большому счету, значение имеют только диаметры предполагаемых труб и их длина. К слову, распространенная в интернете формула для расчета водоснабжения: 10 метров горизонтальной трубы равно 1 метру по вертикали, мягко сказать, не всегда верна. В дальнейшем я расскажу почему.

— Желательно, конечно, определиться с количеством уголков, тройников, кранов и других элементов системы, называемых «местными сопротивлениями». Но я понимаю, что это довольно сложно, по крайней мере, на данном этапе. Поэтому, по нашему обоюдному согласию, заменим это все, скажем, 10-процентным запасом по напору.

Ну, а при монтаже системы, не забывайте простое правило: Чем меньше соединений, тем меньше вероятность, что у Вас что-то потечет. К этому стоит добавить, что и потери напора тоже будут меньше.

Да. и самое главное, Вы должны определиться, сколько потребителей (смесители, душ, бачок унитаза, стиральная или посудомоечная машина, уличный кран для полива и прочее) будут у Вас работать одновременно без существенной потери напора. Потому что от этого очень многое зависит.

Ниже, я собрал в таблицу потери напора в горизонтальной пластиковой трубе длиной 10 метров в зависимости от диаметра трубы и количества потребителей, рассчитанные с помощью специальной программы. По-моему, получилось очень показательно.

Потеря напора в метрах водного столба на горизонтальном участке пластиковой трубы длиной 10 метров в зависимости от внутреннего диаметра трубы и количества потребителей.

Насосные станции водоснабжения

Насосные станции водоснабжения играют одну из ведущих ролей в системах, которые обеспечивают подачу определенного расхода воды с нужным напором. От качества проекта, монтажа и точного подбора оснащения зависит удобство эксплуатации, оптимальные затраты при высокой надежности всей конструкции снабжения и отведения воды.

Классификация насосных станций

Система администрирования насосной станцией должна обеспечивать простоту и надежность ее работы. Выбор соответствующего способа определяется видом станции и ее расположением:

• вручную – операторы непосредственно запускают устройство и контролируют его функционирование;
• автоматически – по результатам показаний датчиков уровня воды в резервуарах, давления в трубопроводах и потребления воды;
• полуавтоматически – оператор задает сигнал, а далее работа происходит в автоматическом режиме;
• дистанционно – из диспетчерской за пределами территории площадки.

В проект закладывается способ управления, который определяется путем технического анализа.

Насосы, применяемы на станциях водоснабжения первого и второго подъема, циркуляционных и повысительных насосных станциях, классифицируют по устройству, способу установки и области применения. Здесь устанавливаются горизонтальные, вертикальные, центробежные и осевые насосы. Существует два типа сооружений, выбор которых зависит от высоты расположения воды в водозаборе:

• насосы с положительной высотой всасывания;
• насосы с отрицательной высотой всасывания, установленные с подпором (под залив).

Особенности рельефа и проектные данные непосредственно влияют на расположение машинного отделения. Исходя из заданных условий его изготавливают в следующем исполнении:

• наземным;
• полузаглубленным;
• заглубленным (подземным).

Разделяют 3 категории, согласно которым соблюдается надежность и обеспеченность водоснабжением.

1. I категория – остановка водоснабжения нежелательна и может привести к серьезному материальному ущербу (выхода из строя технологического оборудования, нарушения сложного техпроцесса);
2. II категория – остановка водоснабжения возможна на время, необходимое для включения резервных агрегатов;
3. III категория – остановка водоснабжения допустима на срок до суток.

Если происходит авария, то при остановке деятельности всего оборудования включаются резервные агрегаты. Также ее работу прерывают для проведения текущего ремонта или замены установок. Требования, которым должны соответствовать станции разных категорий, возрастают по степени их надежности.

I категория надежности больше подходит для промышленных объектов.

Станции первых двух категорий обеспечиваются как минимум двумя самостоятельными источниками электроснабжения.

По выполняемым функциям и параметрам станции водоснабжения можно разделить на следующие виды:

• насосные станции первого подъема;
• насосные станции второго подъема;
• насосные станции третьего, четвертого и последующих подъемов;
• повысительные насосные станции (станции подкачки);
• циркуляционные насосные станции.

Транспорт воды происходит по определенной схеме с помощью насосов, к которым подсоединены всасывающие трубы и напорные водоводы.

Насосные станции первого подъема

Насосные станции первого подъема всасывают воду из открытых или подземных источников и направляют ее на очистные сооружения, а при высоком качестве воды или при низких требованиях к качеству, сразу в водопроводную сеть, накопительные емкости или водонапорную башню. Функционирование станции происходит равномерно на протяжении суток, без перерывов. Ее производительность рассчитывают на средний часовой расход в дни значительного водопотребления.

Станции первого подъема бывают оснащены как минимум двумя ведущими насосами и одним или двумя резервными. И те и другие имеют отдельный всасывающий трубопровод.

Насосная станция второго подъема

Насосная станция второго подъема представляет собой систему накопительных емкостей и насосного оснащения. Она обеспечивает подачу чистой либо технической воды в водопроводную сеть населения и объектов промышленности, а также поддерживает требуемое давление в магистрали. Эффективность деятельности станции меняется на протяжении суток, поэтому производительность насосного оснащения рассчитывается на подачу заданного объема воды, соответствующего режимам ступенчатого потребления.

При проектировании и монтаже станции второго подъема желательно установить автоматическое и ручное управление. Бинарный принцип контроля обеспечивает:

• стабильное давление в напорном водопроводе путем автоматической регулировки насосов;
• экономию электроэнергии;
• ограничение пусковых токов в линии электропередач;
• отсутствие гидроударов в водопроводной магистрали, снижение вероятности аварий;
• надежность работы в холодный период года;
• уменьшение численности персонала по обслуживанию станции, создание удаленной диспетчерской службы.

Насосная станция второго подъема размещается чаще всего неподалеку от очистных сооружений.

Повысительные насосные станции (станции подкачки)

Данные станции обеспечивают нужный напор воды на отдельном участке водопроводной сети в многоэтажных жилых застройках или на индустриальных объектах. Они всасывают воду непосредственно из трубопроводов и не могут координировать ее подачу. Такая станция действует согласно принятой схемы водопотребления.

Станции подкачки представляют собой группу насосов, количество которых зависит от объема водопотребления. Станция оснащается основными и резервными насосами, которые включаются автоматически, если запуск основного не произойдет на протяжении 10 сек.

Циркуляционные насосные станции

Циркуляционные насосные станции встраивают в цепи оборотного водоснабжения. Они поставляют отработанную воду в охлаждающие устройства определенных технологических установок. Вид и число насосов определяются мощностью системы и применяющимися водоохладительными сооружениями.

Циркуляционные станции относят к I категории надежности. Остановки процесса их работы недопустимы. Они оснащаются резервным оборудованием, независимыми источниками электроснабжения, всасывающими и напорными коммуникациями, насосом, установленным под заливом. Такой насос требует заглубленное машинное отделение.

Циркуляционные насосы работают согласно графику технологического процесса производства.

Насосная станция необходима для создания водоснабжения в загородном доме или на даче ничем не отличающемся от городской квартиры. Насосная станция может применяться как для добычи воды из скважины или колодца, так и для повышения давления в системе водоснабжения, или перекачки воды из резервуара. Установка насосной станции полностью решает проблему водоснабжения дома.

Содержание

Что такое насосная станция?

Насосная станция или установка для водоснабжения — это комплекс агрегатов. Насосная станция состоит из насоса, гидроаккумулятора, реле давления и манометра. Каждый элемент установки для водоснабжения несет свою функцию.

Основные элементы, которые отличают насосную станцию от поверхностного или скважинного насоса является реле давления и гидроаккумулятор.

Реле давления одновременно является автоматикой управления насосом. Реле обеспечивает автоматическое включение насоса при снижении давления и отключение при достижении установленного уровня.

Гидроаккумулятор необходим для поддержания стабильного давления в системе. При включении воды в доме давление в магистрали начинает падать, поэтому напор из крана будет снижаться до момента включения насоса. Другими словами, вода из крана будет идти то быстрее, то медленнее. Для компенсации колебаний давления в системе необходим гидроаккумулятор.

Гидроаккумулятор это бак, который разделен эластичной мембраной на 2 части. С одной находится вода, с другой воздух под давлением. Как только давление воды падает, мембрана под действием воздуха начинает поддавливать воду, тем самым компенсируя снижение давления воды.

Основные характеристики и их влияние на эксплуатацию

Выбирать насосную станцию можно на основе ее характеристик и особенностей эксплуатации. Если характеристики установки для водоснабжения не соответствуют необходимым критериям, то станция будет работать не эффективно.

Основные характеристики насосной станции, которые необходимо внимательно изучить: производительность, высота подъема воды, максимальная высота всасывания, максимальное давление, объем гидроаккумулятора.

Производительность

Производительность бытовых насосов для водоснабжения дома колеблется от 3000 до 6000 л/час или от 50 – 100 л/мин. Чем меньше точек водоразбора, тем меньше требуется производительность.

Оценить примерную потребность можно просто. Одна точка водоразбора потребляет примерно 6 л/мин. Потребление всех одновременно работающих точек должна быть меньше производительности насоса.

Высота подъема воды

Эта величина указывает на сколько метров вверх насос может поднять воду. Эта характеристика актуальна для многоэтажных зданий. Если расстояние от уровня расположения насоса до наивысшей точки водоразбора равно или больше указанной в характеристике к насосу, то воды в последней точке водоразбора не будет.

Для одноэтажных строений эта характеристика не сильно важна.

Максимальная высота всасывания

Эта характеристика важна для подбора насосной станции для подачи воды из скважины или колодца. Фактически это расстояние от насосной станции до точки забора воды в вертикальной плоскости.

Все поверхностные насосы, в том числе и насосные станции, могут добывать воду с глубины не более 8 м, на практике не более 5 – 6 м. Если вода расположена глубже, то необходимо устанавливать насос либо в кессон, либо искать модель с эжектором. Эжектор позволит значительно увеличить глубину добычи воды.

Максимальное создаваемое давление

Для традиционного водоснабжения достаточно давления воды 2- 3 атмосферы. Такой уровень давления может обеспечить практически любой насос.

Однако если у вас установлена гидромассажная ванна, то вероятно, что 3 атмосфер будет недостаточно. В этом случае необходимо искать установку для водоснабжения с большим рабочим давлением.

Объем гидроаккумулятора

Объем гидроаккумулятора влияет на запас воды для компенсации давления в системе. Одновременно эта характеристика влияет на частоту включения насоса. Чем больше объем, тем реже работает насос, а, следовательно, меньше изнашивается. Поэтому если площадь места установки насоса позволяет, то следует выбирать насосную станцию с большим гидроаккумулятором.

Дополнительные функции

Более дорогие модели установок для водоснабжения оснащены защитой от сухого хода и перегрева двигателя. Эти элементы автоматики помогут уберечь насос и продлить его срок службы.

Обзор производителей

Элита насосных станций — это немецкие производители Grundfos, Gardena, Metabo. Модельный ряд этих производителей содержит как дорогие модели, так и модели среднего ценового ряда. Охарактеризовать модели этих производителей можно как качество, надежность, долговечность.

Если нет желания платить за бренд, то следует обратить внимание на таких производителей как PATRIOT, ДЖИЛЕКС это недорогие надежные несоосные станции, которые полностью оправдывают вложенные средства.

Сам использую насосную станцию PATRIOT R-1000/24 для водоснабжения дачного участка, дома и бани. Охарактеризовать этот насос можно как недорогой, надежный, неприхотливый. Служит уже 5 лет. Посмотрите его характеристики, вероятно он хорошо подойдет для ваших нужд.