Подбор насоса для водоснабжения частного дома и гидротехнический расчет с примерами

Организовать включение в систему централизованного водоснабжения частного дома, дачи или коттеджа удается нечасто. Обычно их владельцам приходится решать вопрос об автономной системе водообеспечения своего жилища.

Но, даже если есть возможность подключения к проходящему рядом с домом городскому или поселковому водопроводу, иметь при этом на участке независимый источник воды — не самая плохая идея как с точки зрения экономической, например, используя его для полива, так и в качестве гарантии от внезапных отключений центральной системы.

Общая информация

Система автономного водоснабжения частного дома состоит из нескольких компонентов:

  1. Водный источник:
  • Колодец — искусственная выработка‑шахта, выкопанная для сбора подземных грунтовых вод в поверхностном водоносном слое до глубины 10~15 м и укрепленная от осыпания.
  • Скважины. Выполняются методом бурения и бывают нескольких типов: Безнапорные: «на песок» — до 50 м, «на известняк» — до 150 м.
  • Артезианские — свыше 150 м.
  • Абиссинские и др.
  • Искусственные водоемы. Емкости для сбора талых, дождевых вод. При имеющемся поблизости ключе или роднике можно организовать углубленный отвод его русла.
  • Естественные водоемы. Ручьи, реки, озера.
    • Потребители воды на участке и в доме: мойки, раковины, ванны, сауны‑бани, бассейны, полив.
    • Система подачи и распределения: насосы, накопительные емкости, трубопроводы.
    • При проектировании автономной системы первым встает вопрос о подборе насоса для водоснабжения частного дома, как одной из самых ответственных и, если уж говорить о качестве работы и долговечности, наиболее дорогостоящей части гидротехнического оснащения. И выбор его обусловлен, прежде всего, типом источника воды на участке, а затем — выбранной схемой водоснабжения.

    Почему малый напор это недопустимо

    Недостаточный напор в квартире способен вызывать ряд неприятностей:

    • поломку стиральной и посудомойной машины;
    • неэффективную работу гидромассажного бокса и фильтра питьевой воды;
    • не включение проточного водонагревателя;
    • медленное заполнение ванной и бачка унитаза.

    Что касается недостатка в виде медленного заполнения ванной и бачка унитаза, то это еще можно стерпеть, но малое давление воды в трубах способно вызвать поломку бытовой техники. Если напор упадет меньше 2 атмосфер, то стиральная и посудомоечная машина при отсутствии специальной защиты могут выйти со строя. Если они и не сломаются, то просто не будут включаться, пока напор не восстановиться. Отсутствие возможности постирать одежду в машинке вынуждает делать это вручную, что совсем неприемлемо. Кроме этого, проточные водонагреватели, в частности газовая колонка, отказываются запускаться при недостаточности давления.

    Плохой напор на смесителе

    Конструкционные различия

    Гидронасосы бывают следующих конструктивных типов:

  • Поршневые. Теперь уже практически не применяются для небольших насосных станций ввиду громоздкости, малого кпд, невысокого жизненного ресурса.
  • Центробежные. Одни из самых популярных и востребованных благодаря простоте конструкции, экономичности и высокой надежности.
  • Турбинные. Подобны центробежным, но не с боковым, а осевым расположением лопаток. Более мощные и производительные. Используются в основном на промышленных гидротехнических сооружениях.
  • Роторные или так называемые винтовые насосы. Отличаются малыми габаритами по диаметру, потому наиболее пригодны для подъема воды из скважин.
  • Вибрационные или мембранные. Дешевые, но малопроизводительные. Известны давно выпускающиеся для дачников модели «Ручеек», «Малыш».
  • Бытовые дренажные помпы

    По принципу действия дренажный насос мало чем отличается от обычных погружных устройств для перекачки жидкой среды. Основное назначение насосов данного типа – перекачка жидкостей, в составе которых содержится большое количество нерастворимых включений.

    Автоматическая бытовая помпа для откачки воды

    Используя дренажный насос, выполняют очистку скважин и колодцев, откачивают загрязненную жидкость из септиков и выгребных ям, перекачивают технические жидкости и т.д. Естественно, для того чтобы дренажный насос был в состоянии справляться с такими задачами, он должен соответствовать определенным требованиям.

    • Элементы, из которых состоит дренажный насос, должны быть изготовлены из износостойких материалов, поскольку в процессе перекачки жидкости они подвергаются постоянному воздействию содержащихся в ней твердых включений.
    • Дренажные помпы, как правило, используются для откачивания загрязненных жидких сред из разных мест, поэтому это должен маленький насос, чтобы его удобно было монтировать, демонтировать и переносить.
    • Поскольку загрязненные жидкие среды, которые перекачивает дренажный насос, обладают большей плотностью, чем обычная вода, то к его мощности предъявляют более высокие требования, чем к аналогичному параметру обычного насосного оборудования.
    • Маленький погружной насос дренажного типа должен работать от стандартной электрической сети с напряжением 220 вольт, так как потребность в перекачке жидкости может возникнуть в разных местах приусадебного участка, дома и дворовых построек.

    Виды по типу размещения

    По способу размещения водоснабжающие гидронасосы подразделяются на два класса:

    1. Поверхностного типа. Располагаясь в стороне от источника воды, обеспечивают ее всасывание по опущенной в колодец или скважину трубе.
    2. Погружные. Полностью опускаются в воду на некоторую глубину.

    Иногда в отдельный класс выделяют насосные станции, которые по сути являются компактным самодостаточным водонапорным комплексом, состоящим из поверхностного насоса, накопительного мембранного бака‑гидроаккумулятора, реле давления воды и схемы управления.

    Конструктивные особенности

    На современном рынке можно встретить бытовые водяные насосы различных моделей, но все они работают по схожему принципу. Всасывание воды во внутреннюю камеру такого насоса осуществляется за счет разрежения воздуха, которое в ней создается основным рабочим органом устройства, а дальнейшее выталкивание жидкости через напорный патрубок происходит за счет повышения ее давления. По иному принципу работают винтовые и шестеренчатые насосы, в которых перекачиваемая жидкая среда, поступая во внутреннюю камеру, захватывается входящими в зацепление шестернями или винтом и перемещается от входного патрубка к напорному.

    Напор, с которым поток жидкой среды выталкивается из внутренней камеры, определяет давление в трубопроводной системе. Последнее должно быть достаточным для того, чтобы обеспечить транспортировку воды на требуемое расстояние и ее подачу ко всем точкам водозабора.

    Погружные насосы для чистой и грязной воды, оснащенные поплавковыми выключателями

    Какой лучше выбрать?

    Перед тем как выбрать водяной насос для дома, следует сравнить преимущества и недостатки двух их основных видов:

    Поверхностные насосы Погружные
    Устанавливаются стационарно. Проще в обслуживании. Для ремонтно‑профилактических работ требуют подъема из скважины или колодца на поверхность.
    Нуждаются в двух трубопроводах: всасывающем и нагнетания. Работают только на нагнетание.
    Максимальная высота всасывания — 10 м. Реальная, с учетом потерь в трубопроводе и запаса на понижение уровня воды в колодце — не более 7~8 м. Подъем с глубины ниже 10 м.
    Нуждаются в заполнении жидкостью перед первым пуском или после ремонтных работ. Готовы к работе сразу после погружения.
    Существует опасность перегрева мотора при длительной работе. Погруженный в воду насос охлаждается как наружной водой извне, так и прокачиваемой изнутри.
    Необходимость консервации на зиму для летнего варианта водопровода. На зиму достаточно слить воду из системы.
    Работа сопровождается шумом. Бесшумны.

    Параметры выбора насосного оборудования

    Чтобы было проще определиться с моделью насоса для дома, который будет успешно выполнять свои функции, при выборе необходимо учитывать следующие характеристики.

    1. Задача – чего именно хочет добиться владелец с помощью оборудования: повышение, понижение или регулирование давления.
    2. Характеристики оборудования — имеются в виду параметры, на основании которых можно понять о пропускной способности и напоре рассматриваемой модели.
    3. Завод-производитель – необходимо учитывать репутацию компании, занимающейся изготовлением насосов по повышению уровня воды, не забывая и об отзывах покупателей.
    4. Размер обслуживаемой площади – габариты комнаты, которая выбрана для размещения насосного оборудования.
    5. Финансовый вопрос – сумма, которую владелец будет в состоянии потратить на покупку насосного оборудования.

    Если вы впервые выбираете насос для повышения давления, то вряд ли вам удастся правильно рассчитать оптимальную производительность и напор воды. При отсутствии необходимых знаний лучше всего поручить эту работу специалисту. Если вы решите покупать насос в специализированной компании, то имейте в виду, что многие из них на безвозмездной основе предоставляют подобную услугу.

    Пример расчета

    Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:

    • Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
    • Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
    • Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
    • Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
    • Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
    • Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.

    Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.

    Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару ~ 0,98 ат.

    Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.

    Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.

    При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.

    Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:

    • Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
    • Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
    • Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
    • Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
    • Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару ~ 9,87 м.

    Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.

    Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:

    Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.

    Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.

    Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:

    Рейтинг лучших насосов воды для частного дома

    Обычно расход воды на даче характеризуется не только бытовыми нуждами, но и поливом приусадебного участка. Иногда забор воды происходит из источников с большим содержанием различных примесей в виде крупиц песка либо других взвесей, учитывая эту особенность, настоятельно рекомендуется, заранее предусмотреть на входе монтаж дополнительного фильтра.

    В случае когда необходима эксплуатация станции в доме постоянного проживания, тогда вам потребуется выбирать совершенно иное оборудование. Что довольно существенно скажется на его стоимости. Для того чтобы реализовать бесперебойную подачу воды в загородном доме с большим потребляемым объемом и сохранением стабильной подачи, используется оборудование с улучшенными параметрами. Конечно их стоимость намного выше, но получаемые преимущества с лихвой окупают потраченные средства.

    ТОП 10 насосных станций для загородного дома или дачи:

    1. NeoClima GP 600/20 N (Россия-Китай) — от 5600 рублей
    2. Quattro Elementi Automatico 801 — от 6000 рублей
    3. AL-KO HWF 1000 — от 6200 рублей
    4. GARDENA 3000/4 — от 9990 рублей
    5. ДЖИЛЕКС Джамбо 60/35 Ч-24 — от 8500 рублей
    6. ДЖИЛЕКС Водомет ПРОФ 55/90 Дом — от 25000 рублей
    7. VMtec Altera Auto 5/5 — от 27000 рублей
    8. Wilo HMP 603 1 — от 29000 рублей
    9. Grundfos CMB-SP SET 3-47 (PM 1-22) — от 29500 рублей
    10. Espa Tecnoplus 25 4M — от 75000 рублей.

    Обратите внимание, сколько примерно стоит та или иная помпа для воды.

    От создаваемой системы водоснабжения и условий ее работы напрямую зависит выбор предполагаемого агрегата. Небольшие дачные домики и система полива вполне способны обойтись недорогими моделями, способными обеспечить начальный уровень водоснабжения.

    Чтобы обеспечить надежную систему водоснабжения со стабильной подачей воды для жилища с постоянным проживанием в нем людей, рекомендуется обратить внимание на наличие у подбираемого агрегата автоматического режима работы, который способен поддерживать постоянный напор воды с заданными параметрами.

    Включение в систему водоснабжения

    Как говорилось выше, более других удобны в установке и эксплуатации готовые насосные станции, технические характеристики которых пригодны для водообеспечения небольшого дома на семью из 2~3 человек или дачи.

    Подключение их сводится к нескольким простым шагам:

    • Выбор места размещения.
    • Подготовка надежного основания.
    • Подведение необходимых трубопроводов.
    • Всасывающую трубу, опускаемую в колодец, необходимо оборудовать сетчатым фильтром и обратным клапаном. Опустить ее следует на глубину не выше 1 м от поверхности воды.
    • Подключение электрической сети и защитного заземления.

    Оптимальная очередность действий при наличии проблемы с частью трубопровода в квартире

    Предложенные варианты решения требуют массы времени на обслуживание системы. Гораздо проще найти главную причину и быстро ее устранить, вернув тем самым нормальный напор. Иногда найти проблемное место на водопроводе можно по гудящему звуку. В проблемной точке, где поток воды тормозит, создается гул при открытии смесителя. Если послушать, то возможно сразу диагностировать неисправность, и не тратить время на лишнее обслуживание.

    Когда определить причину на слух не удалось, то следует начать обслуживать систему. В первую очередь можно почистить аэратор на кончике смесителей. Перед этим если выкрутить их гибкую подводку, то можно посмотреть ток подаваемой на кран воды. Если он нормальный, то смена кран-буксов и промывка аэраторов решат проблему.

    Так выглядит забитый аэратор

    Когда причина не в кранах и гибкой подводке, то нужно ее поискать на уровне счетчика и прочей арматуры. В идеале сразу обратиться в управляющую компанию для снятия с него пломб. После их демонтажа можно начать полноценное обслуживание, недоступное раньше, поскольку проволока пломбы препятствует разбору многих важных узлов.

    Далее можно действовать по такой схеме:

    1. Разобрать фильтр грубой очистки и вымыть или заменить его сетку.
    2. Проверить напор до счетчика и после, возможно он заклинил и его следует заменить.
    3. Аналогичным способом оценить работу обратного клапана и при надобности заменить.
    4. Провести диагностику шаровых кранов, в случае их отказа поменять.

    Если ничего не помогло, то причина в трубах, которые придется поменять. Для этого нужен инструмент, поэтому придется вызвать сантехника. Если планируется установка металлопластиковых труб, то пайку можно сделать самостоятельно, взяв оборудование в аренду. Такая услуга предлагается во многих крупных городах.

    Шаровой кран, косой фильтр и счетчик – проблемные места накапливающие кальциевые соли

    Слабые места насосных станций и основные поломки

    Выпускающиеся промышленностью насосные станции, или так называемые самовсасывающие насосы, привлекают:

    • доступной ценой, меньшей, чем при отдельном приобретении всех комплектующих;
    • компактными размерами;
    • удобством установки и обслуживания;
    • готовностью к эксплуатации сразу после приобретения.

    Однако в их использовании имеются и недостатки:

    • Ограниченная 7~8‑ю метрами высота всасывания. Ее можно увеличить на пару метров, расположив агрегат в заглубленном кессоне рядом с колодцем.
    • Необходимость оборудования специального утепленного звукоизолированного помещения.
    • Небольшая емкость гидроаккумулятора 20~50 л.
    • Шум при работе.

    Неисправности насосных станций могут быть вызваны следующими причинами:

    • Внезапное отключение электроэнергии часто сопровождается гидроударом, способным нанести непоправимые повреждения.
    • Загрязненность и низкое качество воды приводят к повышенному износу лопаток центробежного гидронасоса и заиливанию бака.
    • Несоответствие условий эксплуатации техническим параметрам.

    Например, одна из распространенных поломок связана с завышенным водопотреблением, когда частота включения/выключения станции значительно превышает паспортную. Это приводит к разрыву мембраны в баке‑гидроаккумуляторе.
    Станция при этом не может создать требуемое давление в системе и частота включений еще больше увеличивается. Проверяется нажатием ниппеля на обратной стороне бака: если оттуда потекла вода — мембрана требует замены.

    Еще одной распространенной неисправностью является поломка или неправильная регулировка реле давления, которая приводит к непрерывной работе станции без отключений.

    Жители городских домов или квартир нечасто задумываются о том, что, подходя к крану на кухне либо в ванной и просто открывая его, они включают в работу отточенную для ее создания столетиями научных открытий, изобретений и инженерных решений огромную и сложную систему добычи водных ресурсов, их доставки и распределения.

    Те же, кому приходится создавать для своего жилища такую систему в миниатюре, по‑настоящему дорожат ценностью этого поистине незаменимого источника жизни — воды.

    Как вам данная статья?

    Источник: komvidpro.ru

    getccleaner