Отправной точкой в проектировании водоподъёмного оборудования является корректный выбор насоса, обеспечивающего необходимую производительность и напор. Ошибки, допущенные на этой стадии, практически неисправимы.
Основными документами для данного этапа работ является паспорт скважины с реальными параметрами, планы участка и дома. Паспорт скважины выдаётся организацией, которая занималась бурением вашей скважины на воду. В случае отсутствия паспорта осуществить правильный подбор можно только после проведения обследования, в противном случае выбор оборудования будет весьма приблизительным, зачастую с заведомо пониженной производительностью и при фактическом отсутствии гарантий.
Перечень информации для подбора скважинного насоса:
глубина скважины (паспорт на скважину), насос устанавливается не ближе чем 1 метр до дна скважины;
динамический уровень (паспорт на скважину), насос устанавливается ниже динамического уровня;
статический уровень (паспорт на скважину), скважина может быть с самоизливом, что затруднит монтаж;
диаметр скважины (паспорт на скважину), величина необходимая для подбора диаметров насоса, адаптера, крышки на скважину и оголовка;
дебит скважины (паспорт на скважину), величина, необходимая для подбора расходной характеристики насоса и определения необходимости защиты от сухого хода.
размеры и глубина фильтровальной части скважины (паспорт на скважину); электродвигатель насоса желательно располагать выше фильтра для обеспечения оптимального режима охлаждения электродвигателя и предотвращения размывания окружающих пород, вплоть до возможного выхода скважины из строя, вследствие засорения фильтра или обрушения окружающих пород;
расстояние от скважины до ввода в дом (план участка), интересует не только горизонтальная , но и вертикальная (если она есть) составляющая, величина необходима для определения напорных характеристик насоса;
этажность дома(план дома), интересует высота верхней точки водоразбора
место установки автоматики (план дома), величина определяет протяженность коммуникаций и необходима для подбора и настройки автоматики;
оформление оголовка скважины-выбор между оголовком либо адаптером и крышкой скважины, определяет выбор соответствующего оборудования;
характеристики электропитания местной электросети, определяет необходимость установки стабилизатора напряжения.
Определение необходимого водопотребления:
Для определения производительности скважинные насосы необходимо рассчитать максимальный расход, возможный на объекте водоснабжения. В Таблице 1 приведены усреднённые нормы расхода для различных потребителей. Путём суммирования всех возможных расходов получаем максимальный расход при всех одновременно открытых кранах, однако, учитывая малую вероятность такого события, обычно полученный результат умножается на поправочный коэффициент 0,5-0,7. Полученный результат является отправной точкой для подбора насоса по расходу. Зачастую количество сантехнических приборов в доме таково, что определяющим становится не требуемый расход, а гидравлические возможности самой скважины, её дебит. В самом общем случае максимальная подача насоса должна составлять не более 95% от дебита скважины.
После определения максимального расхода и соответствия его параметрам скважины, необходимо рассчитать требуемый максимальный напор. Это можно сделать по следующей формуле:
Н = Ptapx10,2 + Hgeo + EHf ,
Где Ptap – давление в bar, которое необходимо создать в системе. Обычно берут 1,5-3 бара («комфортное» давление: привычное нам давление в городской сети), 10,2 — коэффициент пересчёта давления в напор в метрах водного столба;
Hgeo — геодезический напор (разность высот от динамического уровня до наивысшей точки водоразбора в метрах водного столба);
EHf — сумма потерь напора по длине трубопровода (см. Таблицу 2) и местных потерь (потери напора на поворотах, тройниках, задвижках и т.д.).
При этом местные потери можно принимать равными 15-20% от потерь по длине, а общие потери напора в трубопроводах предварительно принять равными 10% от Ptapx10,2 + Hgeo. При использовании после насоса систем фильтрации, потери напора на них тоже относятся к местным потерям. Они составляют в зависимости от режима работы фильтра, состояния засыпного наполнителя и фильтров механической очистки, от 0,2 бар на один фильтр в режиме сервиса, до 1-1,5 бар в режиме максимального расхода или обратной промывки.
При подборе насоса рекомендуем придерживаться средней части графика ( на схемах, «зеленая зона» по расходу), что обусловлено оптимальным коэффициентом полезного действия двигателя скважинного насоса. Точное совпадение с исходными данными, разумеется необязательно, поэтому обычно выбирается ближайшее большее или меньшее значение по расходу. Следует учитывать также возможное падение производительности насоса в процессе эксплуатации вследствие механического износа насосной части, поэтому иногда выбирают насос с запасом по напору или производительности, при этом используют редуктор давления
Выбор необходимого троса
Трос из нержавеющей стали предназначен только для страховки насоса (основная нагрузка приходится на водоподъёмную трубу) как при подъёме и опускании насоса, так и в рабочем режиме, поэтому он должен быть закреплён без натяжки (лучше с небольшим провисом) с запасом не менее 2-х метров от глубины погружения насоса (по 1 метру на каждый конец для петли). Учитывая вероятность обрыва троса вследствие его перетирания, целесообразно оставить ещё небольшой запас (2-3 м), тогда есть возможность использовать трос повторно. Для фиксации троса используются зажимы из нержавеющей стали соответствующего размера, по 2 на каждое закрепление (2-й зажим- страховочный)
Статическая нагрузка на трос ø2 мм составляет около 100 кг.
Статическая нагрузка на трос ø5 мм составляет около 650 кг.
При рывках двигателя в момент запуска- останова возникают динамические нагрузки, порой в разы большие, чем вес в спокойном состоянии. Также необходимо учитывать возможность местной концентрации напряжений при попадании натянутого троса на различные выступы,поэтому рекомендуем для любого скважинного насоса применять трос диаметром 5 мм. Исключение можно сделать для колодезных насосов или скважинных насосов диаметром 3”, но при этом лучше применять два троса с независимым друг от друга креплением.
Суммарная нагрузка на трос состоит из:
веса насоса с двигателем;
собственного веса трубы;
веса воды в трубе;
веса электрического кабеля;
веса фитингов.
Выбор необходимого кабеля.
Кабели скважинного насоса должны быть водостойкими и в двойной изоляции, иметь сертификат для использования на питьевую воду.
Категорически запрещается применять неводостойкие кабели типа ПВС во внешней изоляции белого цвета.
После выбора кабеля необходимо подобрать кабельную муфту, которая соединит собственный кабельный шлейф насоса (длиной около 1-1,5 м) с выбранным.
Есть несколько видов муфт:
термоусадочная;
заливная;
разъёмное штекерное соединение;
Монтаж кабельной муфты- это довольно ответственная операция, которая требует квалифицированного исполнителя, поэтому лучше поручить его специалисту. Некачественно выполненное соединение приводит к попаданию воды в статор двигателя, и кабель на всю длину, погруженную в воду, и, как следствие, выходу электродвигателя из строя.
Кабель должен быть закреплён за водоподъемную трубу при помощи пластиковых хомутов с интервалом не более 2м, причём у насоса и оголовка этот интервал лучше уменьшить до 1м. Если пренебречь этой операцией, то кабель будет перекручиваться в процессе работы, тереться об обсадную или водоподъёмную трубу, мешаться при монтаже и демонтаже насоса.
Длина кабеля определяется длиной водоподъёмной трубы и запасом, необходимым для подключения насоса к пускозащитному устройству (ПЗУ).
Выбор скважинного оголовка
Для герметизации скважины от посторонних предметов мусора и грунтовых вод, защитить оборудование от воровства, надежной фиксации насоса от проворачивания вокруг собственной оси применяются скважинные оголовки различной конструкции; приварные, фланцевые с резиновым кольцом, скважинные адаптеры (с байонетным соединением). Оголовки применяются как правило в скважинном колодце из бетонных колец, в герметичном металлическом или пластиковом кессоне (при этом выход обсадной трубы расположен ниже уровня горизонта) , либо, если скважина расположена внутри здания водозаборного узла (выход трубы- выше). Это более или менее традиционный способ обустройства скважины. В последнее время, в целях экономии места и финансовых затрат часто применяются скважинные адаптеры.
Определение ёмкости необходимого гидроаккумулятора
Важным моментом при подборе скважинного насоса является выбор мембранного бака. Основное его назначение – накопление определённого запаса воды для предотвращения излишне частых включений- выключений насоса при каждом открытии крана. Обычно разрешённое количество запусков скважинных насосов варьируется от 20 (Ebara, Calpeda) до 30 (Grundfos), при подобрах обычно принимаем 20 запусков в час. Применение бака относительно минимального не только дозволено, но и желательно. Кроме того, гидроаккумулятор компенсирует гидравлические удары в системе. Предварительно можно принимать полезный объём гидроаккумулятора в размере 30% от номинального.
Если насос оборудован двигателем с частотным регулированием (насосы SQE, насосы с частотниками Hydrovar, Grundfos), то минимальный объём гидроаккумулятора можно уменьшить до 5 раз по сравнению с насосами с прямым запуском.
Для наиболее эффективного использования гидробака необходимо, чтобы давление воздуха в нём постоянно поддерживалось в диапазоне 0,8-0,9 от давления включения насоса. Проверку давления воздуха и подкачку мембраны до необходимого предела необходимо делать обычным шинным манометром при полном отсутствии давления воды в гидравлической системе, предварительно выключив насос, и при открытом кране источника водопотребления, в противном случае, показания манометра будут некорректны.
Выбор стабилизатора напряжения
Учитывая извечную российскую беду- крайне нестабильное напряжение в питающей электросети, возможные просадки, лучше сразу установить стабилизатор напряжения, причём лучше электронный, т.к электромеханический имеет инерционность по отслеживанию бросков по напряжению и зачастую не очень эффективен. В общем случае пусковые токи могут превышать рабочие в 3-5 раз, соответственно мощность стабилизатора должна быть в 3-5 раз больше номинальной мощности электродвигателя скважинного насоса.
