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/см2).
Да, насос выдаст 45 метров напора (4,5 бар, атм., кгс/см2), 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.
Внутренний диаметр трубопровода | 12 мм | 16 мм | 20 мм | 26 мм |
1 потребитель (расход 0,2 л/с или 12 л/мин) | 4,05 | 1,0 | 0,35 | 0,1 |
2 потребителя (расход 0,4 л/с или 24 л/мин) | 14,09 | 3,49 | 1,16 | 0,33 |
3 потребителя (расход 0,6 л/с или 36 л/мин) | 29,49 | 7,23 | 2,52 | 0,7 |
Из таблицы видно, что формуле: 10 метров горизонтальной трубы равно 1 метру вертикальной, соответствует только труба внутренним диаметром 16 мм (это металлопластик или полипропилен наружным диаметром 20 мм) в расчете на одного потребителя.
И это правило никак нельзя назвать универсальным.
Стоит также добавить, что, даже заменяя участки существующей системы на трубы большего диаметра, Вы, тем самым, снижаете сопротивление трубопроводов системы в целом, увеличивая напор на выходе из смесителей.
Пример расчета характеристик насосной станции.
«Все это хорошо, — скажете Вы, — Но как же считать?!» Давайте посчитаем вместе.
Задача. Сделать гидравлический расчет водопроводной системы при условии что:
— Имеется скважина глубиной 18 метров, зеркало воды в которой находится на глубине не больше 10 метров от поверхности земли.
— Насос или насосную станцию предполагается поставить над скважиной в кессон глубиной 2,5 метра.
— От скважины до дома расстояние 13 метров.
— Внутри дома предполагаемое горизонтальное расстояние по маршруту прокладки трубы – 9 метров.
— Предполагаемые вертикальные расстояния: от пола до смесителя – 1,1 метра, от пола до излива душа – 2.
2 метра, от уровня земли до пола – 1,2 метра.
— Предполагаемая труба на всасе насоса: металлопластик наружным диаметром 26 мм и длиной 10 метров. На напоре: от насоса до дома – полиэтилен наружным диаметром 25 мм, длиной 18 метров, разводка в доме – полипропилен наружным диаметром 20 мм, длиной 9 метров.
— Рассчитывать нужно на использование одновременно двух потребителей.
Для начала, давайте приведем в порядок все эти сведения. Общее вертикальное расстояние от зеркала воды до самого дальнего потребителя (излив душа) будет равняться:
10 м + 1,2 м + 2,2 м = 13,4 метра.
Расстояние по вертикали от насоса до зеркала воды:
10 м – 2,5 м = 7,5 метров.
Горизонтальные расстояния нам, собственно, нужны только для определения длины труб, а эти сведения у нас уже есть. Длина трубы на всасе, которую нужно учесть при расчете – это расстояние от зеркала воды до насоса, т.е. 7,5 метров.
В принципе, насос должен осилить эти метры, но это число нужно запомнить и проверить перед поиском подходящего насоса.
Общая потеря напора по вертикали нами уже определена, это 13,4 метра. Теперь найдем потерю напора в трубах из-за движения по ним воды. Металлопластиковая труба наружным диаметром 26 мм имеет внутренний диаметр 20 мм, такой же внутренний диаметр у полиэтиленовой трубы, которую предполагается проложить от кессона к дому, поэтому:
18/10*1,16 = 2,088 м
Это потеря напора в полиэтиленовой (ПНД) трубе, ведущей к дому.
Особо не мудрствуя, я взял потерю напора для этого диаметра, 20 мм, и двух потребителей из своей же таблицы и нашел потерю напора для нужной нам длины трубопровода, помня о том, что в таблице указана потеря напора для длины в 10 метров.
Однако для оценки стабильности работы насоса нужно найти полное сопротивление трубы на всасе:
7,5/10*1,16 = 0,87 метра
и общая потеря напора на всасе будет равна:
0,87 + 7,5 = 8,37 метра,
что очень близко к критическим 9 метрам, максимально возможной глубине всасывания насоса.
Поэтому, желательно, либо увеличить глубину кессона, хотя бы до 3 метров, либо использовать насосную станцию с внешним эжектором, что намного дороже. Еще вариант, увеличить диаметр всасывающего трубопровода до 32 мм, тогда общее сопротивление трубы уменьшится.
Давайте выберем вариант по надежней: увеличим диаметр трубы на всасе, поменяв её на металлопластик с наружным диаметром 32 мм (внутренний, соответственно, 26 мм) и «опустим» кессон на полметра. Общая высота подъема воды при этом нисколько не изменится. Мы лишь подвинем насос поближе к воде.
7/10*0,33 = 0,231 метра, и
7,0 + 0,231 = 7,231 метра,
Что уже вполне приемлемо, и с поиском нужного насоса, скорее всего, проблем не будет.
Полипропиленовая труба с наружным диаметром 20 мм имеет внутренний диаметр 16 мм, и потеря напора на ней составит:
9/10*3,49 = 3,141 метра
Теперь сложим все, что мы вычислили:
13,4 + 2,09 + 0,23 + 3,14 = 18,86 метра
И прибавим к этому оговоренные нами ранее десять процентов на потерю в местных сопротивлениях:
18,86 +10% = 20,75 метра.
Но это лишь тот напор, который должен преодолеть насос, чтобы вода просто полилась из смесителя. Чтобы вода пошла из смесителя под напором, к этому нужно добавить так называемый «свободный напор». По стандартам он должен быть не меньше 3 метров, исходя же из практических соображений, лучше закладывать в расчет число побольше, в разумных, конечно, пределах, например, 15 метров. Этого хватит на преодоление сопротивления в различном подключаемом нами оборудовании: бойлер, стиральная и посудомоечная машина и т.д.
Таким образом, мы получаем желательные характеристики насоса:
20,75 + 15 = 35,75, т.е. примерно 36 метров,
Но не меньше 20,75 + 3 = 23,75, т.е. примерно 24 метра.
При этих напорах насос должен выдавать нам 24 литра в минуту или 1,44 кубометра в час.
Напомню, это не те характеристики, которые написаны на шильдике насоса, а те, которые насос должен реально выдавать при этом напоре и расходе.
Как это узнать? Читаем дальше…
Подключение насосной станции к скважине и колодцу, схемы и особенности
Мы подготовили для вас примеры подключения и схемы обвязки насосной станции, рассмотрели возможность повышения надежности её работы с применением рециркуляции воды, а также использование эжектора для скважин большой глубины. Также проанализируем возможность применения погружных насосов.
Главным элементом, который определяет надежность и технические характеристики насосной станции, является насос. Выбор большинства насосных станций сводится к выбору насоса, который удовлетворит ваши потребности.
Подключение станции с поверхностным насосом
Насосные станции с поверхностным насосом можно использовать только при условии, что расстояние от зеркала воды до патрубка входа насоса составит не больше 8 м.
Например, если у вас есть колодец или скважина глубиной 12–13 м, и расстояние к зеркалу воды 10 м, то насосную станцию необходимо «закопать» на глубину 2,5–3 м.
В таких случаях устраивают приямки или более технологичное решение — использование кессона.
Следует помнить, что, хотя все производители называют свои изделия самовсасывающими, ни вихревой, ни центробежный насос такими не являются. Чтобы насос работал и не вышел из строя, необходимо заполнить корпус насоса и трубу подачи водой. Это обеспечит надежный запуск насоса.
Конец всасывающей трубы должен находиться на максимальной глубине, при этом высота от дна не должна быть меньше 100–120 см.
Монтаж следует начинать с установки на трубу обратного клапана с фильтром грубой очистки. Фильтр не даст крупным примесям в виде камней и песка попасть в водопровод. Обратный клапан обеспечит подпор водяного столба и защиту насосной станции от холостого хода. Соединения необходимо тщательно уплотнить во избежание попадания воздуха в систему водопровода.
1 — обратный клапан с фильтром; 2 — насосная станция; 3 — переходник на пластиковую трубу; 4 — запорный вентиль; 5 — кессон; 6 — к водоснабжению дома
На вход насосной станции монтируют запорный кран, американка, при необходимости, колено и переходник с муфтой на пластиковую трубу.
В случае скважины можно использовать готовые оголовки, которые уже оборудованы выходом под трубу и рым-болтом. Дополнительно оголовок герметизирует устья обсадной трубы, увеличивая дебет скважины.
К выходу насоса присоединяют систему водоснабжения.
Использование рециркуляции
Линия рециркуляции служит для поддержания подпора воды на подаче и защиты насоса от холостого хода. Необходимо понимать, что при этом тратится часть мощности насоса.
Для организации рециркуляции на напорную трубу водопровода необходимо смонтировать тройник. На линию рециркуляции желательно установить запорный вентиль. Он обеспечит регулирование потока воды. Второй тройник необходимо установить на всасывающую трубу в удобном месте и подключить трубу рециркуляции.
1 — тройник; 2 — запорный вентиль; 3 — труба рециркуляции
При ремонте или обслуживании системы водопровода, чтобы не скидывать давление насоса и заново не заливать его водой, установите на гидроаккумулятор кран, тогда вы оставите в гидроаккумяляторе воду под давлением.
После ремонта просто открутите вентиль и насос с напорной трубой заполнится водой. В большинстве случаев запаса гидроаккумулятора достаточно для заполнения насоса и его пуска.
Такие нехитрые действия поднимут надежность бесперебойной работы системы.
Двухтрубная насосная станция
При условиях, когда необходимо поднять воду с глубины больше 8 м и имеется насосная станция с поверхностным насосом, систему необходимо доукомплектовать. Для этого на всасе насоса устанавливается специальное устройство, называемое эжектор.
В этом случае в колодец или скважину опускают две трубы различного диаметра. В большинстве случаев 32 мм труба для всаса и 16 мм труба на рециркуляцию.
В корпусе эжектора смонтировано сопло зауженного сечения. Вода по трубе с рециркуляции подается в камеру эжектора. За счет сужения скорость потока воды на выходе сопла больше, нежели в трубе на всасе. Вода создает зону повышенного давления, обеспечивая необходимый подпор на всасывающем трубопроводе.
Под соплом образуется зона пониженного давления, что обеспечит подачу воды в эжектор из скважины.
Насосные станции с эжектором могут поднять воду с глубины до 30 м.
На всасывающую трубу эжектора также необходимо установить обратный клапан с фильтром грубой очистки. Подсоединить трубу с обратным клапаном к выходу всасывающей камеры.
1 — обратный клапан с фильтром; 2 — эжектор; 3 — линия всаса; 4 — труба рециркуляции
Насосные станции с выносным эжектором могут находиться на значительном удалении от источника воды — до 40 м по горизонтали, что дает возможность установки станции в доме без устройства дополнительных технических сооружений.
Насосные станции с эжектором необходимо выбирать большей мощности, поскольку часть энергии расходуется на рециркуляцию.
Подключение с погружным насосом
Насосные станции с погружными насосами успешно применяются для колодцев и скважин любой глубины. Погружные насосы бывают нескольких видов:
· вибрационные;
· центробежные;
· дренажные (колодезные).
Независимо от вида насоса все они должны находиться ниже уровня воды. Вода охлаждает насос, не давая ему перегреться.
Подключение и работа вибрационного насоса сильно зависит от частоты электрической сети. Для работы некоторых моделей насосов западных производителей необходима частота сети 60 Гц, вместо 50 Гц, которые есть у нас. Такой насос будет работать, но эффективность его работы будет спорной.
Перед опусканием насоса в скважину необходимо проверить затяжку соединительных винтов. Поскольку насос вибрационный, они имеют свойство раскручиваться. Ревизию вибрационного насоса необходимо проводить регулярно.
Центробежные погружные насосы в некоторых случаях — единственное решения для поднятия воды с любой глубины. Они обладают большим количеством рабочих колес (20 и более), что обеспечивает большой напор на выходе насоса. Это в свою очередь увеличивает длину насоса. Поэтому такие насосы нельзя использовать в скважинах с малым столбом воды.
Насос устанавливают на максимальную глубину скважины, не менее 50–70 см от дна скважины.
Насос закрепляют на металлическом или полиамидном тросе. На насос устанавливают обратный клапан, а затем напорную подающую трубу.
1 — обратный клапан с фильтром; 2 — погружной насос; 3 — трос
В зависимости от изготовителя и модели длины электрического кабеля может быть недостаточно для установки в скважину, тогда необходимо устроить герметическую кабельную муфту. Другим концом трос крепится к рым-болту оголовка, надежно фиксируя насос в скважине.
Преимуществом данной схемы является то, что гидроаккумулятор с блоком автоматики можно разместить в любом удобном месте.
Погружные дренажные насосы также можно использовать для организации системы водоснабжения небольшого дома с наличием 3–4 водорозеток. В зависимости от модели они создают напор до 1,5 бара, обладают высокой производительностью. Дренажные насосы спокойно работают в загрязненной воде или воде с твердыми примесями до 5 мм, промышленные модели — до 120 мм.
http://www.rmnt.ru/ — сайт RMNT.ru
Насосные станции — Infra Pipe Solutions Ltd
Малый вес, прочность и долговечность Weholite делают его идеальным выбором для сборных насосных станций и колодцев. Насосная станция Weholite и конструкции люков невосприимчивы к сероводороду (h3S) и ухудшению pH. В сочетании с транспортировочным трубопроводом Weholite получается полная полиэтиленовая санитарная система с расчетным сроком службы 100 лет.
Насосные станции Weholite ® поставляются «под ключ» на объект проекта со всеми внутренними трубопроводами, фитингами, опорами и люками, предварительно изготовленными в соответствии с ISO 9.001-2015 заводы сертифицированы. Infra Pipe обеспечивает удаленную поддержку и поддержку на месте во время установки, обеспечивая безупречное выполнение проекта. Насосные станции Weholite ® обеспечивают превосходную производительность системы, снижая эксплуатационные расходы и исключая затраты на техническое обслуживание резервуаров.
Бесступенчато настраиваемые насосные станции Weholite могут поставляться в горизонтальной или вертикальной конфигурации и могут быть рассчитаны на размещение до 4 насосов. Насосные станции и люки Weholite, изготовленные из высокотехнологичной смолы высокого давления, могут иметь диаметр до 11 футов и устанавливаться на глубине до 50 футов.
| Производственные стандарты | АСТМ F894 | ||
| Размер трубы | от 18 до 132 дюймов | ||
| Жесткость кольца трубы | до 400 | ||
| Высота конструкции | до 50 футов (1) | ||
| Расчет нагрузки | Пешеходная или живая нагрузка (2) | ||
| Ориентация конструкции | Вертикальный или горизонтальный | ||
| Модуль упругости при изгибе (psi) | 80 000–110 00 фунтов на кв. дюйм (3) | ||
| Прочность на растяжение (psi) | 3000–3500 фунтов на кв. дюйм (3) | ||
| Сертификаты | НСФ, БНК | ||
(1) Стандартная длина конструкции до 50 футов. Другие длины возможны после рассмотрения проекта.
(2) Пешеходный стандарт загрузки. h30 шоссейная загрузка доступна
(3) Типовые свойства будут варьироваться в пределах спецификации.
Зачем нужна вентиляционная труба на насосной станции
Опубликовано 21 февраля 2022 г. автором Xander
Вы когда-нибудь задавались вопросом: «Зачем мне нужна вентиляционная труба на моей насосной станции?». Если да, то вы не одиноки! В последнем совете от Dura Pump мы выделили время, чтобы ответить на этот часто упускаемый из виду вопрос.
Продолжайте читать, чтобы получить ответы на эту загадку насосной станции — спасибо позже!
В компании Dura Pump нам часто задают вопросы о насосных станциях и различных надстройках, которые необходимы для их бесперебойной и эффективной работы. Один из наиболее часто задаваемых вопросов, на который мы отвечаем еженедельно, — «нужен ли мне вентиляционный клапан для моей насосной станции».
Короче говоря, ответ на этот вопрос — «да». Прежде чем объяснить почему, давайте взглянем на эти продукты и на то, для чего они предназначены…
Прежде всего: давайте посмотрим на эти продукты и на то, что на самом деле означает вентиляция вашей сантехники. В конце концов, если вы не понимаете метод, лежащий в основе всего этого, маловероятно, что вы сможете определить проблемы, если и когда они возникнут!
Обычно называемые «сантехническими вентиляционными отверстиями» и «вентиляционными трубами», вентиляционные трубы действуют как миниатюрные дымоходы, которые эффективно регулируют давление воздуха внутри вашей насосной станции.
Проще говоря, ваш вентиляционный клапан представляет собой трубу, которая выходит из верхней части резервуара с ловушкой или углеродным вентиляционным отверстием на выходе, с типичным диаметром около 110 мм.
Чтобы лучше понять, что делают эти продукты, стоит подумать о вентиляционных отверстиях, по сути, как о дренажных трубах для вашей водопроводной системы. Однако здесь есть одно ключевое отличие: вместо очистки воды и отходов из вашей насосной станции вентиляционные отверстия очищают вашу систему от неприятных веществ, таких как газы и неприятные запахи.
Помимо очистки насосной станции от всех неприятных вещей, вентиляционные трубы также позволяют свежему воздуху поступать на насосную станцию. Помимо создания более чистой системы, это позволяет воде эффективно течь по дренажным трубам, что очень важно в мире насосов. Примечательно; однако вентиляционные отверстия не пропускают воду. По сути, это вертикальные трубы, которые соединяются с вашими водосточными трубами и выходят через крышу вашей станции.
По сути, ваша вентиляционная труба будет выводить выхлопные газы и поддерживать безопасное атмосферное давление в вашей водопроводной системе.
Мы объяснили, что делают вентиляционные трубы. Но действительно ли он нужен вашей станции? Короче говоря, да. Действительно, эта труба играет решающую роль в защите вашей насосной станции во многих отношениях.
Ваша насосная станция нуждается в вентиляционном отверстии, так как оно позволяет воздуху выходить, когда бак наполняется отходами. Когда сточные воды или нечистоты попадают в резервуар, они неизбежно заполняют резервуар, а это означает, что воздуху необходимо каким-то образом выйти. Установив воздухоотводчик, вы можете обеспечить выход воздуха без создания давления внутри резервуара.
Если внутри вашей насосной станции все же растет давление, вы можете столкнуться с грязной и крайне неприятной ситуацией: если не будет выхода воздуха, давление может возрасти до такой степени, что он лопнет.
крышка бака снята. Следовательно, это создаст опасность для населения или рабочей силы — а у кого есть на это время?
Ваша насосная станция нуждается в вентиляционном отверстии не только для выпуска воздуха, но и для того, чтобы резервуар «дышал». Хотя это часто упускается из виду, это невероятно важно, поскольку возможность дышать естественным путем означает снижение вероятности появления неприятного запаха.
И последний совет, и это НЕОБХОДИМО, чтобы избежать этих неприятных запахов. Никогда не путайте воздухоотводчик на вашей насосной станции с воздухоотводчиком на канализационной сети — доверьтесь нам!
Пусть ваша насосная станция дышит: начните работу с Dura Pump сегодня Ваша насосная станция издает неприятный запах? Разочарованы неравномерным давлением воздуха в вашей системе? Забудьте затыкать нос — попробуйте экономичное и долговечное решение с Dura Pump. Чтобы узнать о нашем полном ассортименте вентиляционных отверстий или заказать БЕСПЛАТНУЮ консультацию, свяжитесь с нами сейчас.