Насос для свердловини в індивідуальному водопостачанні: як підібрати

В індивідуальному водоснабженііанімают лідируюче місце в порівнянні з колодязями – їх буріння і облаштування обходяться набагато дешевше при більш високих параметрах. На ефективність водозабору і якість води великий вплив робить насос для свердловини, вибір якого у високому ступені пов’язаний з характеристиками джерела.

Вирішуючи, як правильно підібрати насос для свердловини, розглядають безліч факторів, в основному намагаються знайти оптимальне співвідношення ціни і якості, вивчаючи моделі та відгуки про них від різних виробників. Для точного підбору характеристик купується насосної техніки знадобляться деякі розрахунки з урахуванням сімейних потреб і особливостей свердловини.

Мал. 1 Різновиди насосів для свердловини

Види і характеристики свердловин, що впливають на вибір насоса

Підбираючи глибинний насос для свердловини, завжди розглядають параметри джерела, основними з яких є характеристики водоносного шару: глибина проходження, швидкість його наповнення та кількість різного виду домішок у воді. У побутовому бурінні розрізняють кілька видів свердловин, що відрізняються глибиною розташування водоносного горизонту і структурою його донної області.

Абиссинские

Бюджетний вид свердловини з водозабором з першого або другого водоносного пласта від поверхні землі, зазвичай її глибина не перевищує 10 метрів і дуже рідко доходить до 15. При бурових роботах використовують обсадні труби малого діаметра (1 – 2 дюйма), нижню частину у вигляді загостреного списа з фільтром поміщають у водний пласт на деякій відстані від дна. Завдяки малій вазі обсадної колони і деяким заходам по її фіксації на поверхні (бетонне вимощення), колона знаходиться в нерухомому стані, не даючи фільтрувальної частини опускатися в мул і пісок – таким чином забезпечується висока чистота води.

Хоча дешеву абіссінки можна пробурити своїми руками або використовувати для цього малогабаритну бурову техніку і забивних бабу, вигода себе не окупає при водопостачанні приватного будинку. Пов’язано це з низьким дебітом джерела, який рідко перевищує 3 м.куб. / Год, тому абіссінки в основному використовують для побутових потреб – поливу городів, наповнення басейнів, ставків та інших ємностей. Часто наверх свердловини замість електро встановлюють ручні насоси.

Рис.2 Устаткування для буріння саморобної свердловини

саморобні

Наведена вище технологія по бурінню абиссинских свердловин давно застаріла – забивати труби в землю або вкручувати в неї саморобний бур занадто довго і неефективно для отримання великих глибин. В даний час широкою популярністю серед індивідуальних домовласників користується бюджетне (менше 100 у.о.) гідравлічне буріння кустарним способом.

Для цього використовують саморобний бур, приєднаний до кінця труби з протилежного зовнішнім різьбленням, для влаштування каналу використовують ряд труб з приварений різьбовою муфтою з одного кінця і нарізаною гвинтовий ниткою з іншого. На початку процесу першу трубу вкручують в землю за допомогою знімною ручки (принцип дії нагадує комірець для мітчика) одночасно подаючи воду дренажної помпою за допомогою шланга, підключеного через різьбовий фітинг до її верхнього кінця.

Після занурення в землю шланг і ручку знімають, під’єднують нову трубу і процес повторюють. При виявленні водоносного шару трубну колону витягує із землі і поступово розбирають, в отриману шахту потім вставляють пластиковий шланг з перфорованим фільтром на кінці. Таким чином, отримують саморобні свердловини глибиною до 40 метрів, об’єм подачі може досягати 5 м.куб. / Год.

Бурової процес займає не більше доби і часто нагадує лотерею з шансами 50 на 50 – при попаданні на шляху каналу великого кругляка роботи можна вважати завершеними. Також до недоліків технології відносять обов’язкова умова знаходження дзеркала води не більше 9 м від рівня землі (для водозабору використовується тільки поверхневий електронасос).

Мал. 3 Свердловини і характеристики грунту навколо водоносного шару

На піску

Основний вид побутових свердловин, буріння здійснюється за допомогою спеціалізованої техніки, колона з з’єднаних за допомогою різьблення обсадних труб опускається на піщано-глиниста дно. Глибина свердловини становить 15 – 60 м, всмоктування води здійснюється через отвори в фільтрі, розташовані на 1 – 2 м вище донної області.

Термін служби піщаної свердловини залежить від розміру фракцій – чим вони менші, тим швидше відбудеться замулювання, експлуатаційний період може коливатися в діапазоні від 5 до 15 років. Зустрічаються і більш дрібні фракції з заиливанием джерела після року експлуатації, але в цьому випадку монтаж обсадної колони для свердловини на пісок не виробляють через економічну недоцільність. Так як вода в свердловині на піску містить високу кількість твердих суспендованих частинок в придонному області, встановлюють насосне обладнання з конструкцією всмоктуючого механізму для роботи в даних умовах.

Для пристрою обсадної колони використовують металеві або пластикові труби з різьбленням стандартним діаметром від 3 до 6 дюймів і спеціальний фільтр на останній сурмі для відсіювання дрібних частинок піску.

Найвищий дебіт таких свердловин складає 5 м.куб. / Год. (Відповідає 83 літрам в хв.), Що цілком придатне для забезпечення питною водою заміського будинку з сім’єю з 5 осіб.

артезіанська

Найдорожчі глибоководні свердловини, в побутових умовах колона опускається на вапняну дно на відстані від поверхні землі 40 – 250 метрів. Так як вапняна основа досить міцна і не містить дрібних зважених часток, на кінець труб ставлять найпростіший перфорований фільтр. Через великий глибини високий тиск грунту на водоносний пласт змушує воду підніматися по свердловинах стовбура всередині шахти на значну висоту, нерідкі випадки, коли вода фонтанує з джерела.

У зв’язку з великою глибиною, для буріння використовують складну технологію з обсадних труб різних діаметрів, найчастіше зустрічається 3 типорозміру – 125, 133, 159 мм. Артезіанська свердловина має високий дебіт (10 – 20 м.куб. / Год.) І здатна забезпечити водою кілька будинків або невеликої багатоквартирний будинок, її експлуатаційний термін становить близько 50 років.

Хоча артезіанська вода відрізняється високою чистотою, часто в ній міститься підвищена концентрація природних солей, сірководню і заліза – все це вимагає використання дорогих фільтруючих систем для води зі свердловини.

Мал. 4 Артезіанська і піщана свердловини – структура

Як правильно підібрати насос для свердловини

Вирішуючи, як вибрати насос для свердловини, звертають увагу на ряд чинників, яке можна розбити на кілька груп:

  • Місце розташування. Всі види насосів для свердловин поділяються на дві великі групи: що встановлюються на поверхні землі або занурюються в воду. У перших моделях охолодження обмотки електродвигуна відбувається природним шляхом за рахунок великої маси або вентилятора, розміщеного на задній стінці, заглибні моделі охолоджує водне середовище.
  • Принцип роботи. Переважна більшість побутових електронасосів для забору води працюють по відцентровому принципом – такі агрегати мають високу продуктивність і найвищий коефіцієнт корисної дії. Для роботи із забрудненою водним середовищем широко застосовує гвинтові і вібраційні моделі, останні користуються широким попитом у населення через низьку вартість. Набагато рідше на ринку можна зустріти вихрові види, призначені для експлуатації тільки в чистій воді без домішок.
  • Технічні характеристики. Параметри електронасоса є найважливішим критерієм вибору, основні з них: обсяг рідини, що перекачується, натиск і глибина занурення під дзеркало води, розмір пропускаються частинок. Іноді корисно звернути увагу на потужність насоса, клас захисту від проникнення вологи і бруду (стандартне значення IP 68), наявність всередині агрегату реле відключення електроживлення в разі перегріву обмотки.

Мал. 5 Електронасос поверхневого типу на дачі

  • Конструкція. Моделі від провідних світових виробників можуть істотно відрізнятися за конструктивним виконанням від бюджетних російсько-китайських аналогів, при розробці їх основних вузлів (геометрія робочих коліс, виконання ущільнень і т. Д.) Використані інноваційні технології.
  • Розміри електронасосів. На відміну від звичайної техніки, де основними розмірними параметрами є висота (мм) ширина (мм) і товщина, для заглибних електронасосів основним розміром служить зовнішній діаметр. Його вимірюють в дюймах, типові значення у побутових приладів 3, 3 1/2, 4 дюйма.
  • Матеріали виготовлення. У переважній більшості поширених відцентрових свердловинних моделей корпусу і основні вузли виконані з нержавіючих матеріалів або високоміцних полімерів, найбільш часто деталі з неякісних матеріалів зустрічаються в бюджетних вібраційних моделях.
  • Виробник і ціна. Основні і взаємозалежні параметри вибору, серед великої кількості фірм, що постачають на вітчизняний ринок свою продукцію, є дві категорії з істотною різницею в цінах: це європейці і російсько-китайські виробники. Лідером за якістю, застосування інноваційних технологій і вартості серед електронасосів, представлених на вітчизняному ринку, є насосне обладнання датського концерну Grundfos, трохи поступаються йому в ціні відомі італійські постачальники Pedrollo, DAB, Speroni. Непогано зарекомендували себе на ринку відносно недорогі російські і російсько-китайські бренди: Aquario, Джілекс, Водолій, Belamos, Вихор, Unipump.

Мал. 6 Електронасос вихровий Pedrollo – конструктивну будову

критерії вибору

При виборі насосу для свердловини в першу чергу виходять з головного параметра джерела – обсягу подачі (дебіту), якщо проводилося офіційне буріння, в паспорті на свердловину вказують цей показник.

Слід зазначити, що дебіт залежить від використовуваного електронасоса, тому якщо він влаштовує господарів, слід вибирати агрегат з таким же значенням. Крім цього, в паспорті наводяться цифри статичного і динамічного рівня, висоти обсадної колони і її діаметра.

При самостійному проведенні бурових робіт визначити значення дебіту не складає великих труднощів – піднята насосом вода виливається в ємність відомого обсягу і відраховується час її заповнення.

Поверхневий або погружной

Через невелику відстань водоносного шару від поверхні землі і малого діаметра обсадних труб в абіссінку або саморобної свердловині використовують агрегати поверхневого типу, глибина всмоктування яких не перевищує 9 м. Також поверхневі насоси в свердловину під воду можна застосовувати в артезіанському або піщаному джерелах, якщо їх статичний і динамічний рівень менше 9 м.

Зазвичай зовнішнє водозабірна обладнання розміщується в єдиному блоці під назвою насосна станція, вона включає в себе поверхневий відцентровий електронасос, елементи автоматики (реле), контрольні прилади (манометр) і розширювальний бак (гідроакумулятор).

Через високий шуму при роботі обрану поверхневу станцію потрібно розміщувати в підвальному приміщенні будинку або кесонної ямі, до переваг можна віднести легкий доступ до обладнання в будь-який зручний час.

Мал. 7 Глибинний відцентровий насос для свердловини – конструкція на прикладі Pedrollo

Занурювальні насоси використовують у випадках, коли водне дзеркало розташоване на великій глибині, в порівнянні з поверхневими моделями вони володіють більш високими характеристиками, дозволяючи забезпечувати водою кілька будинків з високопродуктивної артезіанської свердловини навіть в побутовому виконанні. Їх складніше встановлювати і занурювати в свердловину, для цього потрібні спеціальні оголовки і адаптери. Так як свердловинний насос знаходиться поза зоною видимості, обслуговування та контроль його роботи ускладнені.

При відсутності омиває води занурювальний насос виходить з ладу, якщо в системі не встановлено реле холостого ходу або агрегат не містить вбудованої захисту від перегріву обмотки, будь-яке падіння водного рівня нижче всмоктуючих воду отворів фільтра призведе до згорання електродвигуна.

Продуктивність насоса – метод визначення

Як зазначалося раніше, поверхневі моделі ефективніше використовувати при невеликих відстанях водного дзеркала від поверхні землі, таке насосне обладнання краще підходить до самостійно влаштованим свердловинах. При самостійному бурінні свердловин немає ніяких даних про швидкість наповнення джерела водою, але ж на підставі цієї інформації підбирають потрібну модель майбутнього насоса. Без електронасоса, що забирає воду з джерела, в цьому випадку не впоратися, тому його доведеться тимчасово одолжается або взяти напрокат.

Мал. 8 Вібраційний погружний насос для свердловини – пристрій і зовнішній вигляд

При визначенні дебіту джерела поверхневим електронасосом його ставлять якомога ближче до свердловини і занурюють напірну трубу в воду, на виході електронасоса воду зливають в ємність відомого обсягу, визначаючи при цьому час її заповнення.

Припустимо, звичайна 20 літрова каністра наповнюється за 60 секунд, перевівши цей час в години, ми отримуємо швидкість подачі 1200 літрів на годину, що відповідає стандартним одиницям підрахунку 1,2 м. Куб. / Год. Якщо через деякий час (1 година) вода в джерелі опустилася нижче рівня розташування всмоктуючого патрубка і не з’являється на виході, електронасос відключають і дають час свердловині заповнити водні запаси. На виході труби від насоса встановлюють запірний вентиль і через деякий час знову включають електронасос, зменшуючи краном витрата води, за наявністю якої також спостерігають протягом години.

Таким чином, шляхом декількох експериментальних зборів різних обсягів води визначають кількість рідини в годину, яке може відкачувати свердловинний насос, методику можна використовувати і в разі визначення дебіту свердловини з занурювальним електронасосом.

Висота підйому – які фактори враховувати

Водяний насос у водопровідній системі повинен виконувати три завдання: підняти воду з джерела, доставити її по трубах до споживача, долаючи їх гідравлічний опір, і забезпечити в системі заданий тиск для роботи автоматики і побутової техніки (пральні та посудомийні машини). Саме з цих складових і складається формула розрахунку напору води, яка буде розглянута нижче.

Мал. 9 Гвинтовий глибинний насос для свердловини – пристрій

глибина занурення

Глибина занурення під водне дзеркало є паспортним параметром, що враховуються при установці погружного електронасоса, поверхневі види знаходиться на землі і в їх технічні характеристики дані не входять. Щоб визначити глибину занурення, яку повинен мати обираний агрегат, вимірюють статичний і динамічний рівень.

Статичним рівнем називають відстань від поверхні землі до водного дзеркала в спокійному стані джерела, динамічний визначають при працюючому на глибині електронасос протягом години, він також дорівнює відстані від поверхні землі до водного дзеркала.

Всі вимірювання водних рівнів роблять за допомогою довгої сухий мотузки з вантажем, її опускають в свердловину до появи звуку сплеску і потім відміряє відстань між краєм мокрого ділянки і поверхнею землі.

Обрана погружная модель повинна мати в паспортних характеристиках глибину занурення, що дорівнює відстані між статичним і динамічним рівнем з запасом 3 – 5 метрів. Це дозволить розташовувати електронасос досить далеко від замуленого свердловинного дна при використанні піщаних свердловин і таким чином підвищити якість води, яка забирається.

Також при опусканні водного рівня в суху погоду або при замулювання джерела запас в кілька метрів забезпечить безперебійну роботу електронасоса. Ще одна перевага розміщення електронасоса подалі від дна – економія коштів на матеріалах і виборі більш дешевої моделі з меншими технічними вимогами.

Мал. 10 Параметри обсадних труб

Діаметр свердловини

Свердловинний діаметр грає важливу роль у визначенні розмірних параметрів підбирається агрегату, він повинен входити в канал з невеликим проміжком між стінками труб. Стандартний діаметр випускаються заглибних електронасосів становить близько 75 або 100 мм, для цих типорозмірів з урахуванням товщини стінок підходять колони з обсадних труб із зовнішнім діаметром 90, 113 і 125 мм.

Розрахунок насоса для свердловини

Якщо експериментальне визначення кількості рідини, що відкачується електронасосом, не викликає великих труднощів, то для знаходження потрібного напору використовують нескладні формули. Є кілька варіантів формул підрахунку напору, один з них виглядає наступним чином:

H (м) = P x 10,2 + Нв + Нп, де

H (м) – визначається висота підйому рідини в метрах;

Р – тиск, який необхідно створити в магістралі споживача, вказується в атмосферах або переводиться в бари (bar);

Нв – різниця висот між всмоктуючим фільтром електронасоса і магістраллю споживача;

Нп – втрати тиску через гідравлічного опору трубопроводу.

Мал. 11 Таблиця для розрахунку втрат в трубопроводі

Вибір відповідного електронасоса для свердловини на воду розглянемо на прикладі сім’ї з 5 осіб, для забезпечення потреб яких необхідний обсяг подачі близько 3 м? / Год, при максимальному тиску в системі 3 бар. Передбачається, що різниця висот становить 30 м, а водопровідна магістраль зроблена з пластикової труби внутрішнім діаметром 1 “дюйм (зовнішній діаметр 32 мм) під стандартний вихідний патрубок електронасоса, її довжина становить 50 метрів.

Основну складність в даних розрахунках викликає визначення гідравлічних втрат в трубопроводі. Справа в тому, що вони залежать не тільки від матеріалу виготовлення труб, а й обсягу проходить по ним рідини, тому при розрахунках цей показник простіше визначити відповідно до таблиці на рис.11.

В колонках вказані два ряди цифр, нас цікавить тільки нижній показник з позначенням втрат на 100 метровій ділянці трубопроводу (дані наведені в метрах). Для більш точних розрахунків в таблиці вказані втрати в колінах, запірної арматури, трійниках, зворотних клапанах (потрібний параметр також вказано в метрах).

Припустимо, що у нас системі знаходиться один зворотний клапан, трійник, запірний кран і 3 коліна під кутом 90 градусів, загальна довжина втрат на яких, виходячи з таблиці, становить 12 м.

Отже, визначаємо втрати:

Нп = (50 + 12) х 11 100 = 6,82 (м)

І отримуємо загальний результат:

H (м) = 3 х 10,2 + 30 + 6,82 = 67,42 (м)

Щоб визначити, який насос вибирати, скористаємося, приміром, таблицею для моделей Grundfos (рис. 12). З неї видно, що цього натиску і обсягом перекачування найбільш підходить модифікація SQ 3-65. При відсутності подібних таблиць електронасос підбирають по напірним характеристикам і подачі (точка 1 на рис. 13).

Слід зазначити, що чим ближче до центру кривої розташовується шукана точка, тим з більшою ефективністю (ККД) буде працювати підібраний електронасос.

Мал. 12 Таблиця для напірних характеристик Grundfos

Поверхневі і глибинні насоси – який вибрати

Перед рядовим споживачем завжди постає питання – який насос слід вибирати? Зрозуміло, що далеко не кожен може дозволити придбання погружного свердловинного електронасоса Grundfos за 1000 у.е. і більше, частіше потрібно знайти оптимальне співвідношення ціни і якості. Однозначної відповіді на це питання немає ні у кого, але можна навести деякі рекомендації:

  • Придбаний погружной відцентровий насос для свердловини повинен точно відповідати розрахунковим режимам та умовам експлуатації, модель з великою потужністю, запасом за обсягом води, що перекачується або натиску працюватиме з низьким ККД.
  • Вібраційні моделі не використовують для забору води з свердловин при індивідуальному водопостачанні – вони володіють малим об’ємом подачі, занадто низьким ККД (30 – 40%), а їх тривала експлуатація призводить до замулювання джерела.
  • При бажанні придбати високоякісний продуктивний агрегат за нижчою ціною, ніж неубіваемий Grundfos, розглядають хороші моделі від італійських виробників Pedrollo, DAB, Speroni та німецькі Wilo, що володіють високою якістю збірки.
  • Купуючи погружной електронасос, слід звертати увагу на наявність систем захисту і контролю, вбудований захист від перегріву обмотки електродвигуна врятує агрегат від дорогого ремонту при відсутності води, якщо в системі не спрацює реле сухого ходу або воно невірно налаштоване (підключено).
  • Ніколи не завадить мати поруч сервісний центр або майстерню з ремонту та обслуговування придбаного насосного обладнання.

Мал. 13 Занурювальні відцентрові насоси Grundfos серії SQ – напірні характеристики

поверхневі насоси

Поверхневі електронасоси рідко використовують окремо від інших елементів водозабірної системи, до яких відносяться реле, манометр і гідроакумулятор, з цих вузлів збираються недорогі насосні станції, які можна придбати за 100 – 200 у.о.

На ринку широкою популярністю користуються вітчизняні станції Джілекс, Belamos, Вихор, але найцікавіше, що найвищу конкуренцію їм складають виробники зі світовим ім’ям: німецькі Gardena, Wilo, Karcher, італійські Marina (Speroni) і навіть Grundfos, станції яких можна придбати по трохи більш високу вартість.

Практично всі агрегати мають приблизно однакові параметри, рідко перевищують обсяг подачі в 4 м? / Год. і натиск в 50 м, максимальна глибина всмоктування всіх модифікацій складає 9 м.

Серед насосних станцій можна виділити популярну серію Marina від Speroni, що відрізняється високими характеристиками із середньою вартістю, деякі моделі додатково комплектуються ежекторами, що дозволяють збільшити висоту підйому води.

Мал. 14 Насосні станції – популярні марки

Занурювальні насоси

В ряду погружних моделей вирішити, який насос краще з точки зору оптимального співвідношення ціна-якість, непосильне завдання, на відміну від визначення кращого і найдорожчого, яким є Grundfos від датського виробника. Серед вітчизняних брендів популярні Джілекс, Belamos, Unipump, Водолій, Aquario, Вихор, продукція двох останніх марок виготовляється на китайських виробничих площах. Якісну і менш дорогу продукцію, ніж у Grundfos, на ринок поставляють італійські концерни Pedrollo, DAB, Speroni.

Серед всіх моделей насосів, переважна більшість яких складає прилади відцентрового принципу дії, можна виділити відомі марки агрегатів іншої конструкції.

Для роботи із забрудненою водою багато споживачів купують гвинтові Unipump Eco Vint, при заборі чистої води нерідко віддають перевагу маркам вихрового принципу дії Pedrollo Davis, добре відомим на ринку.

Кращі насоси Grundfos використовують спільно з блоками частотного регулювання швидкості обертання валу електродвигуна – дане рішення заощаджує електроенергію майже на 40% і істотно підвищує ресурс роботи обладнання.

Мал. 15 Побутові заглибні насоси для свердловин

Побутові насоси для свердловини є головною складовою в системі індивідуального водопостачання, при їх підборі керуються потребами у воді і спираються на параметри свердловинного джерела.

Вибираючи кращий насос для свердловини враховують, що для конкретної погружной моделі її якість у високому ступені залежать від фінансових можливостей покупця, найкращим співвідношенням ціни і виконання мають італійські та німецькі бренди.

Якщо для індивідуального водопостачання використовується насосна станція, раціональніше купувати продукцію від європейського виробника, вартість якої трохи перевищує вітчизняні та китайські аналоги.

Ссылка на основную публикацию