Как выбрать насос для колодца
Насос — это гидравлическая машина. Она преобразует механическую энергию — мускульную или двигателя, в энергию потока жидкости или газа (в нашем случае — воды). Благодаря этой энергии мы можем поднять воду из глубины, переместить её на определённое расстояние, в том числе по вертикали, и задать скорость протока.
Первый насос, известный учёным, изобрёл древнегреческий инженер и математик Ктезибий, живший в 300-х годах до н. э. Ктезибий, считающийся «отцом» гидравлики и пневматики, описал общий принцип, на котором основано действие многих разработанных впоследствии насосов: плунжерного, крыльчатого, роторного, импеллерного и других. Но перейду к практической стороне — какой выбрать насос для колодца на даче?
Погружной или поверхностный?
Для конечного пользователя не так уж важен принцип действия агрегата: поднимает он воду с помощью поршня, шестерней, кулачков, мягкого ротора или синусоидного диска. Все бытовые насосы для перекачки жидкости делятся на два типа:- погружные, у которых механизм находится в перекачиваемой жидкости;
- поверхностные — устанавливаются на поверхности, а в жидкость погружается только всасывающий патрубок.
Ручной поверхностный насос
Прежде чем отправиться за покупкой, определите, погружной или поверхностный насос вам подходит. И тут придётся вспомнить уроки физики.
«На каждого человека, даже партийного, давит атмосферный столб ...». Остап Бендер
Помните главу из учебника про открытие атмосферного давления Эванджелисты Торричелли — опыты с трубками и ртутью? Насос не втягивает воду. Он создаёт разряжение в камере своего корпуса, в которую атмосферным давлением «заталкивается» вода.Поэтому поверхностный насос не сможет поднять воду с глубины, большей чем 10,3 м. Именно на эту высоту поднимается в трубке вода, вытесняемая давлением атмосферы на зеркало воды в колодце.
Погружной насос для колодца. Фото с сайта gipostroy.ru
Также не стоит забывать, что 10,3 м — это величина, справедливая только для идеальных условий (как в школьном задачнике). В реальности глубина, с которой насос может поднять воду, меньше: если колодец находится выше уровня моря, эта величина снижается. Также на неё влияют потери на трение и прочее.
Поверхностный центробежный насос. Фото с сайта peakpx.com
Поэтому производители насосов говорят о 9 м, которые на практике уменьшаются ещё больше — метров до 7. То есть можно уверенно сказать, что насос поднимет воду с 5 м без снижения напора. Если, конечно, ваша дача находится не в горах.
Как бороться с законами физики
Чтобы победить одни законы физики, на помощь могут прийти другие её законы. Обыкновенный поверхностный насос подойдёт для неглубоких колодцев — в пределах 7 м. Если уровень воды находится глубже, то можно попробовать приблизить сам агрегат к воде, разместив поверхностный насос внутри колодца на устроенной в шахте площадке или «плотике».
Насосное оборудование, размещённое в кессоне. Фото с сайта bkankor.ru
Другой вариант — размещение насоса в кессоне рядом с колодцем, глубина которого компенсирует «лишние» метры. Этот же способ работает, если вода вам нужна для водоснабжения дома и есть подвал, который и послужит кессоном. Правда, устраивать кессон и подвал глубже 4 метров может быть нецелесообразно.
Если источник воды находится ниже 7 м, то до некоторой степени (всё равно есть предел) проблему решит другой физический закон — закон Бернулли. На его принципе работает эжектор — устройство, подающее в трубу насоса струю воды или газа, имеющую больший напор. Это усиливает мощность и основной поднимаемой струи.
Закон Бернулли. Фото с сайта met-all.org
Насосные станции, оборудованные эжектором, способны поднимать воду с глубины 25-40 м. Учитывайте, что КПД насоса с эжектором будет невысоким.
Если вода в колодце ещё глубже — тогда вам в отдел, где продают погружные насосы. Определившись с типом агрегата (поверхностный или погружной), можно переходить к другим параметрам выбора.
Производительность насоса
Производительность насоса (расход) — количество воды, которое насос перекачивает за единицу времени. Измеряется в кубических метрах в час (м³/ч) или литрах в секунду (л/с). Потребители стараются приобретать более продуктивные — чтобы точно хватило.Во многих источниках предлагают выбирать производительность насоса, подсчитав максимальный расход воды, то есть с учётом одновременного включения всех водопотребителей в доме: раковин, ванн, душей, стиральных и посудомоечных машин. Называются и ориентировочные нормы расхода — 1000 л на человека в час. Не знаю, как можно вылить куб воды за час, учитывая среднюю скорость протока в обычном смесителе 4 л в минуту.
Производительность насоса — количество воды, перекачиваемое за единицу времени
Предлагаемые для подсчёта таблицы составлены для подбора насосного оборудования для крупных объектов — производственных предприятий, многоквартирных домов. На мой взгляд, такие величины потребления нужны для того, чтобы объяснить, зачем продаются насосы с производительностью, например, 4500 л/час. Такие мощные агрегаты актуальны для высокопроизводительных скважин. Владельцам же колодцев стоит в первую очередь ориентироваться не на собственное водопотребление, а на дебит своего источника воды, потому что приток в колодце за час может быть меньше производительности насоса.
В этом случае стоит устроить систему водоснабжения с водяным аккумулятором — ёмкостью, объём которой заведомо превышает суточное потребление воды в доме. Тогда насос с небольшой производительностью, сообразной с дебитом колодца, будет наполнять ёмкость, из которой вода будет подаваться к кранам в доме.
Напор насоса
Другая важная характеристика для подбора оборудования — напор насоса. Как уже говорилось выше, насос — это гидравлическая машина, то есть устройство, преобразующее энергию. Конструкция его такова, что сила (двигателя или мускулов), приложенная к насосу, не только позволяет перекачивать воду, но и сообщает ей потенциальную и кинетическую энергию. Количественная характеристика суммы энергии называется напором насоса — это сила, создаваемая конструкцией насоса, для того чтобы двигать перекачиваемую среду, в нашем случае — воду.
Соотношение напора и расхода насоса. Фото с сайта c-o-k.ru/
Напор насоса принято измерять в метрах. И при расчётах учитывают только вертикальное направление перемещения воды, то есть, на какую высоту может быть заполнена вертикальная труба, присоединённая к выпускному патрубку насоса.
Так как пользователь заинтересован не только в доставке воды в максимально высокую точку, но и чтобы в этой точке работал смеситель, то кроме высоты подъёма интересно ещё и давление. В стандартных системах водоснабжения рабочее давление от 1,5 до 3 атмосфер. Оно расходуется на преодоление гидравлического сопротивления: трение воды о стенки труб, прохождение поворотов, горизонтальное перемещение. А также на создание струи определённой мощности из излива смесителя — кому понравится мыться под душем, из которого вода еле-еле сочится?
Приятно мыться под душем
Рабочее давление в водопроводе зависит от напора насоса, а значит, от высоты подъёма. Каждые 10 м подъёма равны 1 атмосфере. То есть, если в характеристике насоса указано, что максимальная высота подъёма равна 50 м, это означает, что либо на выходе из насоса будет создано давление в 5 атмосфер, либо вода может подняться на высоту 50 м, либо положенные 3 атмосферы в системе будут на высоте 20 м.
КПД насоса
Коэффициент полезного действия любого агрегата рассчитывается как соотношение полезной мощности к затраченной. КПД насоса обусловливается его конструкцией, а также видом перекачиваемой жидкости или газа.
Насос упростит процесс подъёма воды. Фото с сайта ozon.ru
Полезное действие, совершаемое насосом, зависит не только от самого агрегата, но и от всей гидравлической системы: большое количество поворотов, сужений и расширений трубопровода увеличивает вихревые потери, что в свою очередь снижает эффективность насосного оборудования. В целом КПД погружного агрегата выше, чем поверхностного: насосу, который находится в воде, не нужно тратить силы на всасывание воды.
Вот и все важные параметры выбора насоса. А с брендом и стоимостью каждый сможет определиться самостоятельно.
