Расчет мощности насоса для скважины

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.

Расчёт напора

Произвести расчёт напора для скважинного насоса центробежного или вибрационного типа вовсе не сложно. Для этого используют такую формулу:

H = Hgeo + (0,2 x L) + 10 ,

в которой значения таковы:

• Н — итоговый напор для конкретного скважинного центробежного или вибрационного насоса;
• Hgeo м— высота трубы от места установки скважинного насоса до самой высокой вертикальной точки водозабора;
• 0,2 — коэффициент сопротивления трубопровода по всей его протяженности;
• L — горизонтальная длина трубы системы водоснабжения;
• 10-15 приблизительный показатель, необходимый для получения стабильного напора в системе, который требуется добавить к результату при расчёте.

Как подобрать глубинный насос для скважины?

Благодаря нашим онлайн – калькуляторам расчета мощности насоса для скважин, можно за несколько минут решить заданный вопрос, учитывая несколько параметром для определения точности полученного ответа. Это будет справедливо для погружных и поверхностных насосов для скважин.

Параметры скважины:

• глубину;
• качество воды;
• объем воды, перекаченный за единицу времени;
• расстояние от уровня воды до поверхности грунта;
• диаметр трубы;
• ежедневный объем использованной жидкости.

Да, это дело очень хлопотное, требует точных инженерных подходов, а также исследование многих формул расчета мощности погружных и поверхностных насосов и таблиц, которые помогут точно определиться с необходимыми показателями.

Самостоятельный расчет мощности насоса

Как без профессиональной помощи подобрать насос для скважины по параметрам агрегата? Это возможно, в первую очередь, следует учитывать напор и расход скважины. Расход – объем воды за определенное количество времени, а напор – высота в метрах, на которую насос способен подавать воду.

Чтобы рассчитать мощность насоса для скважины необходимо взять средний показатель, норма воды на человека в сутки 1 кубометр, после умножить это число на количество проживающих людей в доме.

Пример расчета расчета мощности наноса для небольшого дома:

Вот и получается, семья из трех человек расходует 22 л в минуту, но следует учитывать и форс-мажорные обстоятельства, что увеличит потребность воды на человека. Потому некий средний показатель будет 2м кубических в сутки. Получается: 5 м кубических – ежедневный расход воды.

Далее определяется максимальная характеристика напора насоса, для этого высота дома в метрах увеличивается на 6 м и умножается на коэффициент потери напора в автономной системе водопровода, а это 1, 15.

Если идет расчет высоты на 9-метров дома, то делаем операцию расчета мощности наноса по формуле вот так: (9+6)*1.15=17,25. Это минимальная характеристика, теперь к расчетному напору нужно прибавить расстояние от зеркала воды в скважине до поверхности земли. Пусть будет число 40. Что получается? 40+17,25=57,25. Если источник водоснабжения находится от дома на 50 метров, то насос должен обладать силой напора: 57,25+5=62,25 метров.

Вот такая самостоятельная формула расчета мощности насоса для скважины в квт. Точно такие же цифры можно получить при онлайн расчете, с помощью несложной таблицы, в которую потребитель должен вписать данные про глубину скважины, зеркало воды, площадь участка, число проживающих людей в доме, а также предоставить дополнительную информацию о количестве душевых кабинок, раковин, ванной комнаты, умывальника, наличии стиральной машины, посудомойки и унитаза.

Расчеты делаются за один клик мышки. Они являются достоверными и актуальными на период действия полученных данных от потребителя.

Калькулятор расчёта мощности насоса для скважины

Советы специалистов по эксплуатации насосов

Что же еще нужно знать человеку, дабы качественно установить систему водоснабжения в доме? Насосы бывают нескольких типов: погружные, поверхностные, в виде станций.

1. Поверхностные – имеют невысокую стоимость, рассчитаны на работу без погружения в жидкость. Рекомендованы для работы до 7 метров, в противном случае вода будет грязной и некачественной.
2. Погружные – центробежные, надежные и производительные, помогают эффективно очистить воду от песка. На сегодняшний день это самые популярные и востребованные модели. Винтовые – работают не только в домашних условиях, но и в открытых водоемах.
3. Насосные станции.

Важно: недопустимо экономить на мощности насоса, таким образом, автономная система не сможет качественно промывать фильтры очистки, запуская дом грязную воду

Также нужно учитывать, что некоторые производители в паспорте изделия указывают максимальные характеристики товара, а нужно обращать внимание на номинальные параметры –  рабочие, дабы производительность была в норме, без подводных камней и других неприятностей

Перед тем как сделать расчет мощности насоса для скважины, нужно позаботиться о качестве системы труб, которые будут пропускать воду при определенном напоре. Это металлические и полипропиленовые изделия. Последние – гораздо чаще используются в быту, но имеют низкую устойчивость при перепадах температур и давлении в системе.

Внимание: насос выбирается на долгое время, а потому важно хорошо ознакомиться со всеми рынковыми предложениями, выбирая известные марки с наличием сервисных центров по ремонту и обслуживанию Вашей системы. Совет: лучше брать насос с автоматикой, если мотор перегреется, система самостоятельно остановится, в противном случае – выйдет из строя

Совет: лучше брать насос с автоматикой, если мотор перегреется, система самостоятельно остановится, в противном случае – выйдет из строя.

Когда бурятся скважины: нюансы

Схемы скважин при ударно канатном бурении.

Таким образом будет сэкономлено немало денежных средств и времени. Вода в скважине сделает строительство более удобным, не нужно будет заниматься поиском водяного источника.

Для начала работ нужно сделать точную планировку местонахождения всех объектов. Выполнить расчет площади участка, учесть все нюансы. Конечно, можно пробурить скважину и для уже построенного дома. Сегодня очень много организаций, которые специализируются на организации водоснабжения в любых условиях. Такие работы выполняются на специальном техническом оборудовании.

Скважина

Для каждой модели насоса устанавливаются допустимые значения посторонних включений в воде (песка и пр.). Несоблюдение требований приводит к быстрому износу прибора и снятию его с гарантии.  Поэтому прежде чем подбирать или покупать скважинный насос, необходимо прокачать скважину и сделать анализ воды.

Скважина – круглая глубокая яма малого диаметр с трубой внутри, образующей стенки. На определенной высоте стенки трубы имеют отверстия, так называемый фильтр. В скважине столбом стоит вода.

Перед выбором насоса узнайте:

• Статический уровень воды • Динамический уровень воды • Дебит скважины

Эти характеристики играют ключевую роль при выборе скважинного насоса. Следует определить, на какой глубине находится зеркало воды, или тот самый статический уровень. Он называется так потому что вода в момент замера находится в спокойном положении.

В момент включения насоса статический уровень будет уменьшаться до динамического: ниже динамического уровня вода опуститься не может. Разница между статистическим и динамическим объемами скважины называется дебитом.

Важно: насос не должен выкачивать больше, чем может дать скважина. Так, мощность насоса в 3 м3/час категорически не подойдет для скважины с дебитом 1,5 м3

В идеале насос должен быть немного слабее дебита скважины, примерно на 20-30%.

Выясните, на какой глубине находится фильтр скважины. Насос должен занимать положение на 1 м ниже динамического уровня воды и на 1 метр выше фильтра скважины. Эти данные обычно указаны в паспорте скважины.

Итак

• Статический уровень – глубина зеркала воды в состоянии покоя; • Динамический уровень – минимальная глубина зеркала воды; • Дебит – объём воды (измеряется в литрах в минуту или кубометрах в час)

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

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.

Что необходимо учитывать

Соответствие диаметров обсадных колонн и диаметров насосов

При обеспечении беспрерывного водоснабжения загородного дома важно точно определить параметры водяных насосов. Если при расчетах требуемой производительности будет допущена ошибка, водозаборное оборудование будет выкачивать недостаточное количество воды – это неизбежно приведет к необходимости приобретать новый насос, а это дополнительные расходы

При расчете производительности водяного электронасоса важно учитывать следующие параметры водопроводной магистрали и резервуара:

Глубина залегания источника

Для определения дебита важно знать глубину дна. С практической точки зрения эти параметры позволят оптимально выбрать помпу с необходимой глубиной погружения и высотой подъема.
Знание статического уровня скважины

Это интервал между водным зеркалом и поверхностью. Позволяет установить высоту подъема водяного столба, а также глубину погружения помпы. Вычисляют этот параметр при отсутствии полного водозабора и пребывания скважины в состоянии покоя на протяжении нескольких часов, а лучше суток. В зависимости от сезона параметр изменяется и во время весеннего паводка падает, поэтому вычисления лучше всего проводить летом в сухую и теплую погоду.
Динамический уровень – интервал между водяным зеркалом и поверхностью при включенном оборудовании. Этот параметр позволяет правильно подобрать погружной насос, поскольку отображает необходимую глубину погружения.

Объем потребления. Расчет производится на основании количества людей, проживающих в доме, а также производительности автономной станции. Рассчитывается по специальным сантехническим приборам, а также при использовании калькулятора водозабора бытовой техники

Важно знать о том, что объемы потребления не должны превышать дебит скважины.

Диаметр шахтного ствола колодца. Этот показатель влияет на размеры выбранной помпы

В неглубоких и узких абиссинских источниках отсутствует возможность устанавливать глубинные насосы, жидкость поднимают поверхностными агрегатами с опусканием в шахту водозаборной трубы. Диаметр стандартных глубинных центробежных насосов достигает 4 дюймов. Предназначены для источников с диаметром не менее 100 мм.
Расстояние от дома до скважины. При расчетах важно не забыть перевести вертикальные метры в горизонтальные. Соотношение это зависит от материала трубы и ее диаметра, который оказывает влияние на гидравлическое сопротивление.

Абиссинские скважины имеют глубину залегания водяного пласта не более 8 метров, в результате всасывающие отверстия оборудования располагаются в толще водяного слоя. Более глубокие песчаные разновидности имеют глиняное или песчаное дно. В первом и втором случае во избежание забивания фильтров используют винтовые или центробежные глубинные насосы, оснащенные специальными очистными фильтрами.

Рассмотрим подсчёт напора для погружного скважинного насоса на примере

Имеем систему водоснабжения с колодцем, глубина зеркала воды в котором 10 метров. При этом сам колодец находится в 10 метрах от дома. Самая высокая водозаборная точка располагается над уровнем земли на 4 метра. В доме живут 4 человека. Кроме того предполагается полив участка и мойка авто.

У нас получается, что вертикальный участок трубопровода от точки забора воды насосом до самой высокой точки потребления воды составляет 14 метров. То есть Hgeo = 10+4 = 14 метров.

Здесь же берем в учёт потери в размере 20% от общей длины трубопровода, которая равна 26 метров (10 метров + 16 метров). Этот показатель будет равен приблизительно 5 метрам.

Прибавляем 10 метров на поправку.

Имеем такой результат:

Н = 14+5+10 = 29 метров.

Таким образом получаем напор для скважинного насоса 29 метров.

Производительность насоса для всех перечисленных нужд должна составлять 3-4 м3/час.

Напор погружного насоса

Скважинный насос находится внутри перекачиваемой жидкости. Поэтому для этих условий не учитывается разница высот между оборудованием, зеркалом воды. При выборе поверхностных модификаций (обычно, насосная станция) этот параметр присутствует в вычислениях в обязательном порядке.

Расчет насоса по напору производится сложением трех величин:

Таблица потерь давления.

• изливный напор – принимается 15-20 м;
• потери в трубопроводе – данные сведены в таблицы;
• перепад высот между сантехническими приборами, зеркалом воды.

Таблица потерь давления учитывает трение в трубах из различного материала, фитингах, запорной арматуре, клапанах. Учитывается скорость потока, на которую в большей степени влияет внутреннее сечение труб. Поэтому для вычислений потребуется схема внутренней разводки, наружного водопровода.

Пример расчета

Расчет насоса для скважины может быть произведен самостоятельно. Более наглядно весь процесс вычислений продемонстрирован на примере.

Исходные данные для вычислений:

Потребные напоры насосов для водопровода.

1. Необходимо организовать водоснабжение для двухэтажного загородного коттеджа. Точки водораздела включают кухню, 2 санузла, душевую с гидромассажной системой, гараж, домик для персонала с одним санузлом, бассейн, баню, полив для участка, систему очистки воды. Для дома общий расход воды составляет примерно 1 м³/ч при напоре в 4-5 атмосфер. Объем бассейна составляет 45 м³.
2. На участке постоянно проживают 6 человек, из которых семья из 4 человек и 2 — обслуживающий персонал.

Для участка пробурена скважина, глубина которой составляет 80 м, диаметр используемой обсадной колонны составляет 150 мм. Динамический уровень воды равен 50 м, а расход во время откачки — 3,5 м³/час.

Выполняя расчет для выбора насоса, надо учесть нормы расхода потребителей при заданных условиях:

Q= 500 + 3*(60 + 500 + 83) + 1000*2 + 1060*2 = 6500 л/ч

Отсюда следует, что суммарный расход составляет 6,5 м³/ч.

В итоге получается:

Нтр = 8 + 50 + 20 + 30 + 2 = 110 м.

Схемы установки насоса

Так как все водозаборные точки сразу не включаются, то наблюдаемый расход можно установить на уровне 5 м³/ч. Для выбора насоса будут учитываться именно такие данные. Для получения данных по возможным моделям насосов можно обратиться к любому продавцу выбранной марки. Например, насос Grundfos SP 5A обеспечивает такие характеристики работы: Н — 120 м, а Q = 5 м³/ч.

Выбор такого насоса позволяет обеспечить необходимый расход для одновременной работы нескольких точек на кухне, наполнения одной ванны, полива территории. Но такой насос подходит, если одновременно не будут включаться краны бани, всех санузлов, производиться наполнение бассейна.

Что касается бассейна, то его лучше всего наполнять ночью, когда другие точки не используются. Но при этом рекомендуется создавать так называемое дросселирование на заслонках, чтобы появилось необходимое сопротивление. Таким образом, во время наполнения подача воды не будет превышать расчетных 6,5 м³/ч.

Расчет насоса для скважины

Если экспериментальное определение количества жидкости, откачиваемой электронасосом, не вызывает больших затруднений, то для нахождения нужного напора используют несложные формулы. Есть несколько вариантов формул подсчета напора, один из них выглядит следующим образом:

H(м) = P x 10,2 + Нв + Нп, где

H(м) – определяемая высота подъема жидкости в метрах;

Р – давление, которое необходимо создать в магистрали потребителя, указывается в атмосферах или переводится в бары (bar);

Нв – разность высот между всасывающим фильтром электронасоса и магистралью потребителя;

Нп – потери давления из-за гидравлического сопротивления трубопровода.

Рис. 11 Таблица для расчета потерь в трубопроводе

Выбор подходящего электронасоса для скважины на воду рассмотрим на примере семьи из 5 человек, для обеспечения нужд которых необходим объем подачи около 3 м³/ч, при максимальном давлении в системе 3 бара. Предполагается, что разность высот составляет 30 м, а водопроводная магистраль сделана из пластиковой трубы внутренним диаметром 1″ дюйм (наружный диаметр 32 мм) под стандартный выходной патрубок электронасоса, ее длина составляет 50 метров.

Основную трудность в данных расчетах вызывает определение гидравлических потерь в трубопроводе. Дело в том, что они зависят не только от материала изготовления труб, но и объема проходящий по ним жидкости, поэтому при расчетах данный показатель проще определить в соответствии с таблицей на рис.11.

В колонках указаны два ряда цифр, нас интересует только нижний показатель с обозначением потерь на 100 метровом участке трубопровода (данные приведены в метрах). Для более точных расчетов в таблице указаны потери в коленах, запорной арматуре, тройниках, обратных клапанах (нужный параметр также указан в метрах).

Предположим, что у нас системе находится один обратный клапан, тройник, запорный кран и 3 колена под углом 90 градусов, общая длина потерь на которых, исходя из таблицы, составляет 12 м.

Итак, определяем потери:

Нп = (50 + 12) х 11 \ 100 = 6,82 (м)

И получаем общий результат:

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

Чтобы определить, какой насос выбирать, воспользуемся, к примеру, таблицей для моделей Grundfos (рис. 12). Из нее видно, что данному напору и объему перекачки наиболее подходит модификация SQ 3-65. При отсутствии подобных таблиц электронасос подбирают по напорным характеристикам и подаче (точка 1 на рис. 13).

Рис. 12 Таблица для напорных характеристик Grundfos