Подбор оборудования для обустройства скважины
И так , у Вас пробурена высокопроизводительная артезианская скважина на воду, Вам необходимо что бы вода подавалась в Ваш дом ,для этого стоит ВНИМАТЕЛЬНО! отнеситись к этому вопросу и подобрать оборудование
Обустройство скважины - следующий важный этап после бурения,его мы рассмотрим на другой странице нашего сайта
Чтобы обеспечить загородный дом качественным водоснабжением на длительный срок необходимо установить водоподъемное оборудование:
скважинный насос, управляющую автоматику, мембранный бак, электрический питающий кабель.
В результате правильного выбора комплектующих высокая технологическая надежность и соответствие каждого элемента поставленной задаче позволят всей водоподъемной системе безотказно работать длительное время.
Даже одно "слабое звено" в системе сделает остальное оборудование для водоснабжения практически бесполезным. Например, недостаточный объем мембранного бака не сможет обеспечить равномерной подачи воды к потребителю, а скважинный насос будет включаться слишком часто, что уменьшит его ресурс.
Каким образом выбирается нужное оборудование для водоснабжения загородного дома из большого перечня вариантов? Подбор скважинного насоса и прочих технологических элементов водоподъемной системы производится исключительно на основании результатов точных инженерных расчетов. Используются методики, помогающие определить необходимую и достаточную мощность, производительность и размеры узлов - расчет ведется по формулам, применяются специальные таблицы и диаграммы.
В основе всех расчетов лежат параметры скважины, указанные в паспорте, и объем водопотребления. Подобранная на основе этих данных система подачи воды из скважины в дом не только будет стабильно работать в стандартном режиме, но и легко справится с пиковым водопотреблением.
Паспорт на скважину
Для инженеров отдела автоматики при подборе оборудования для водоснабжения дома основным техническим документом является паспорт скважины, где зафиксирована вся информация, характеризующие источник воды с технологической точки зрения.
В паспорте скважины, который Вам выдадут буровики по окончании бурения, проверьте наличие следующих параметров: схема конструкции скважины, водоактивные интервалы с указанием глубин, параметры обсадных труб (материал, конструкция, толщина стенки, диаметр, глубина установки) и главный параметр - дебит, водоотдача в единицу времени.
Водопотребление
Кроме параметров скважины при подборе оборудования для систем водоснабжения необходимо учитывать не только сколько воды входит в систему, но и сколько выйдет из нее - водопотребление. Во основном объем используемой воды зависит от количества потребителей (открытых кранов).
Выбор скважинного насоса происходит с учетом объемной подачи воды и напора. Характеристики каждого потребителя (душ, ванная, стиральная машина и т.д.) есть в сопровождающей его документации. Например, душ потребляет 0,5 м куб/час, посудомоечная машина — 0,02 м куб/час, поливочный кран — 1,0 м куб/час.
Наименование | Расход жидкости, м³/ч |
Умывальник | 0,06 |
Унитаз | 0,08 |
Кухонная мойка | 0,30 |
Душ | 0,50 |
Ванная | 0,30 |
Стиральная машина | 0,05 |
Посудомоечная машина | 0,02 |
Сауна или баня | 1,00 |
Бассейн | 1,00 |
Поливочный кран | 1,00 |
Таблица 1. Расход воды по основным точкам водоразбора.
Напор
Напор рассчитывается по следующей форме: H [m] = ptap x 10,2 + Hgeo + Hf, где:
ptap - напор, который необходимо создать у потребителя (не менее 2 бар)
Hgeo - разность высот между уровнем воды в скважине и потребителем
Hf - потеря напора в трубопроводах
Смотрите таблицу 2, чтобы определить потери напора (Hf) в пластиковых трубах и обычных водопроводных трубах. Верхние числа обозначают скорость потока воды в м/с. Нижние - потерю напора в метрах, приходящуюся на отрезок прямой трубы длиной 100 м.
Количество воды | Полимерные трубы * (PELM/PEH PN 10 PRLM) | Обычные водопроводные трубы ** | |||||||||
м³/час | литр/мин | литр/с | Номинальный диаметр трубы в дюймах и внутренний диаметр в мм | ||||||||
25 20,4 | 32 26,2 | 40 32,6 | 50 40,8 | ½" 15,75 | ¾" 21,25 | 1" 27,00 | 1¼" 35,75 | 1½" 41,25 | |||
0,6 | 10 | 0,16 | 0,49 1,8 | 0,30 0,66 | 0,19 0,27 | 0,12 0,085 | 0,855 9,910 | 0,470 2,407 | 0,292 0,784 | ||
0,9 | 15 | 0,25 | 0,76 4,0 | 0,46 1,14 | 0,3 0,6 | 0,19 0,18 | 1,282 20,11 | 0,705 4,862 | 0,438 1,570 | 0,249 0,416 | |
1,2 | 20 | 0,33 | 1,0 6,4 | 0,61 2,2 | 0,39 0,9 | 0,25 0,28 | 1,710 33,53 | 0,940 8,035 | 0,584 2,588 | 0,331 0,677 | 0,249 0,346 |
1,5 | 25 | 0,42 | 1,3 10,0 | 0,78 3,5 | 0,5 1,4 | 0,32 0,43 | 2,138 49,93 | 1,174 11,91 | 0,730 3,834 | 0,415 1,004 | 0,312 0,510 |
1,8 | 30 | 0,50 | 1,53 13,0 | 0,93 4,6 | 0,6 1,9 | 0,38 0,57 | 2,565 69,34 | 1,409 16,50 | 0,876 5,277 | 0,498 1,379 | 0,374 0,700 |
2,1 | 35 | 0,58 | 1,77 16,0 | 1,08 6,0 | 0,69 2,0 | 0,44 0,70 | 2,993 91,54 | 1,644 21,75 | 1,022 6,949 | 0,581 1,811 | 0,436 0,914 |
2,4 | 40 | 0,67 | 2,05 22,0 | 1,24 7,5 | 0,80 3,3 | 0,51 0,93 | 1,879 27,66 | 1,168 8,820 | 0,664 2,290 | 0,499 1,160 | |
3,0 | 50 | 0,83 | 2,54 37,0 | 1,54 11,0 | 0,99 4,8 | 0,63 1,40 | 2,349 41,40 | 1,460 13,14 | 0,830 3,403 | 0,623 1,719 | |
3,6 | 60 | 1,00 | 3,06 43,0 | 1,85 15,0 | 1,2 6,5 | 0,76 1,90 | 2,819 57,74 | 1,751 18,28 | 0,996 4,718 | 0,748 2,375 | |
4,2 | 70 | 1,12 | 3,43 50,0 | 2,08 18,0 | 1,34 8,0 | 0,86 2,50 | 3,288 76,49 | 2,043 24,18 | 1,162 6,231 | 0,873 3,132 | |
Колена под 90, запорная арматура | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | ||||||
Тройники, обратные клапаны | 4,0 | 4,0 | 4,0 | 5,0 | 5,0 |
* Таблица основывается на номограмме, шероховатость поверхности: К - 0,01 мм, температура воды: t - 10°С
** Эти данные вычислены в соответствии с формулой Х. Ланга, при а - 0,02 и температуре воды 10°С
Потери напора в коленах, запорной арматуре, тройниках и обратных клапанах эквивалентна величине отрезка прямой трубы (в метрах), приведенных в двух последних строках таблицы.
Таблица 2. Потери напора в трубах.
Исходные данные:
Требуемая объемная подача - 2,4 м³/ч
ptap - 3 бар
Hgeo - 30 м
Трубопровод представляет собой пластиковую трубу, диаметром 25 мм, длина 35 м.
В результате:
Hf = Значение из таблицы x Длину трубы = 0,22 x 35 м = 7,7 м
H [m] = ptap x 10.2 + Hgeo + Hf = 3 x 10,2 + 30 м + 7,7 = 68,3 м
Теперь расскажем, как выбрать насосы для скважин по таблице и по диаграмме.
Выбор насоса по таблице
Определившись с требуемыми значениями расхода объемной подачи, выбираем насос по таблице 3.
Тип насоса | Мощность [кВт] | Подача Q [м³/час] / [л/с] | Макс. напор [м] Q=0 м³/час | Ток полной нагрузки I 1/1 [А] | Соединение Rp | |||||||
0,5 / 0,14 | 1,0 / 0,28 | 1,5 / 0,42 | 2,0 / 0,56 | 2,5 / 0,70 | 3,0 / 0,83 | 3,5 / 0,97 | ||||||
Напор [м] | 230 В | 200 В | ||||||||||
SQ 1-35 | 0,29 | 43 | 34 | 20 | 47 | 2,1 | 2,4 | 1 ¼ | ||||
SQ 1-50 | 0,44 | 65 | 52 | 32 | 71 | 2,9 | 3,4 | 1 ¼ | ||||
SQ 1-65 | 0,58 | 88 | 70 | 44 | 94 | 3,7 | 4,4 | 1 ¼ | ||||
SQ 1-80 | 0,73 | 110 | 89 | 56 | 118 | 4,6 | 5,3 | 1 ¼ | ||||
SQ 1-95 | 0,87 | 132 | 107 | 68 | 142 | 5,3 | 6,2 | 1 ¼ | ||||
SQ 1-110 | 1,03 | 155 | 125 | 80 | 166 | 6,2 | 7,3 | 1 ¼ | ||||
SQ 1-125 | 1,20 | 177 | 144 | 93 | 189 | 7,2 | 8,6 | 1 ¼ | ||||
SQ 1-140 | 1,37 | 199 | 162 | 104 | 213 | 8,1 | 9,7 | 1 ¼ | ||||
SQ 1-155 | 1,55 | 222 | 180 | 117 | 237 | 9,2 | 10,5 | 1 ¼ | ||||
SQ 2-35 | 0,45 | 43 | 42 | 39 | 35 | 29 | 19 | 45 | 2,9 | 3,5 | 1 ¼ | |
SQ 2-55 | 0,65 | 66 | 63 | 60 | 54 | 45 | 32 | 68 | 4,1 | 4,9 | 1 ¼ | |
SQ 2-70 | 0,87 | 87 | 84 | 79 | 72 | 60 | 43 | 89 | 5,3 | 6,2 | 1 ¼ | |
SQ 2-85 | 0,98 | 108 | 105 | 99 | 89 | 74 | 54 | 109 | 6,0 | 6,9 | 1 ¼ | |
SQ 2-100 | 1,30 | 131 | 128 | 120 | 109 | 91 | 67 | 132 | 7,7 | 9,3 | 1 ¼ | |
SQ 2-115 | 1,50 | 154 | 150 | 142 | 129 | 108 | 79 | 155 | 8,9 | 10,2 | 1 ¼ | |
SQ 3-30 | 0,44 | 34 | 32 | 30 | 26 | 22 | 36 | 2,9 | 3,4 | 1 ¼ | ||
SQ 3-40 | 0,63 | 53 | 50 | 47 | 42 | 36 | 56 | 4,0 | 4,8 | 1 ¼ | ||
SQ 3-55 | 0,83 | 70 | 67 | 63 | 56 | 48 | 74 | 5,1 | 5,9 | 1 ¼ | ||
SQ 3-65 | 1,02 | 87 | 83 | 78 | 70 | 60 | 92 | 6,2 | 7,2 | 1 ¼ | ||
SQ 3-80 | 1,23 | 105 | 100 | 94 | 85 | 73 | 110 | 7,4 | 8,8 | 1 ¼ | ||
SQ 3-95 | 1,43 | 123 | 117 | 109 | 99 | 85 | 129 | 8,4 | 10,1 | 1 ¼ | ||
SQ 3-105 | 1,63 | 140 | 134 | 125 | 113 | 97 | 149 | 9,7 | 11,0 | 1 ¼ |
Таблица 3. Выбор насоса.
Исходные данные:
Объемная подача - 2,4 м³/ч, ближайшее большее табличное значение - 2,5 м³/ч
Напор - 68,3 м, ближайшее большее табличное значение - 78 м
В результате:
Какой насос лучше для скважины?
Насос SQ 3-65 (поскольку он обеспечивает наилучший КПД насоса для требуемого расхода и напора)
Требуемая входная мощность насоса 1,02 кВт
Ток полной нагрузки: I1/1 - 6,2 A при 230 В
I1/1 - 7,2 A при 200 В
Трубное соединение Rp 11/4
Выбор насоса по диаграмме
Исходные данные:
Объемная подача - 2,4 м³/ч
Напор - 68,3 м
В результате:
Какой насос выбрать для скважины? Наилучшим образом удовлетворяет требованиям насос SQ 3. На приведенной ниже диаграмме проведите навправо горизонтальную линию от требуемого напора 68 м (1) до пересечения ее с вертикальной линией, соответствующей требуемой подаче (2). В этом примере точка пересечения (3) двух линий не находится ни на одной из кривых насоса, поэтому проведите вверх характеристику трубы. Точка пересечения кривой насоса и характеристики трубы (4) определяет размер насоса: SQ 3-65.
Выбор мембранного напорного бака
Электронный блок управления насосами SQ обеспечивает плавный пуск. Мембранный напорный гидробак может быть введен в систему водоснабжения для подачи воды, находящейся под давлением в период времени, когда насос не работает. В период пуска давление системы падает до значения включения реле давления.
Это значение, называемое pmin, следует определить до выбора размера емкости мембранного напорного гидробака. рmin обозначает требуемое минимальное давление в наивысшей точке водозабора + напор и потери в арматуре на участке от мембранного напорного гидробака до наивысшей точки водозабора (C + B). Кроме того, необходимо определить объемную подачу при pmin. Она называется Qmax и определяется по рабочей характеристике для рассматриваемого типа насоса. Зная pmin и Qmax в приведенной ниже таблице, можно определить емкость мембранного напорного гидробака, подпор, значения давления включения и выключения для реле давления.
Примечание:
ppre - подпор мембранного напорного гидробака
pmin - требуемое минимальное давление
pcut-in - давление включения реле давления
pcut-out - давление выключения реле давления
Qmax - объемная подача при pmin
A - напор + потери на трение в трубе на участке от динамического уровня воды до мембранного напорного гидробака
B - напор + потери на трение в трубе на участке от мембранного напорного гидробака до верхней точки водозабора
C - минимальное давление в наивысшей точке
Убедитесь в том, что выбранный насос развивает давление, превышающее pcut-out + A.
P min [м] | Q max [мм³/час] | P pre [м] | P cut-in [м] | P cut-out [м] | |||||||||||||||||
0,6 | 0,8 | 1 | 1,2 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4 | 4,5 | 5 | 5,5 | 6 | 6,5 | 7 | 7,5 | 8 | ||||
Емкость мембранного напорного гидробака [литры] | |||||||||||||||||||||
25 | 8 | 8 | 18 | 18 | 18 | 18 | 24 | 33 | 33 | 50 | 50 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 22,5 | 26 | 40 |
30 | 8 | 8 | 18 | 18 | 18 | 24 | 33 | 33 | 50 | 50 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 27 | 31 | 45 | |
35 | 8 | 18 | 18 | 18 | 18 | 24 | 33 | 33 | 50 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 31,5 | 36 | 50 | ||
40 | 8 | 18 | 18 | 18 | 18 | 24 | 33 | 50 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 36 | 41 | 55 | |||
45 | 8 | 18 | 18 | 18 | 24 | 33 | 33 | 50 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 40,5 | 46 | 60 | ||||
50 | 8 | 18 | 18 | 18 | 24 | 33 | 50 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 45 | 51 | 65 | |||||
55 | 18 | 18 | 18 | 18 | 24 | 33 | 50 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 49,5 | 56 | 70 | ||||||
60 | 18 | 18 | 18 | 18 | 24 | 33 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 54 | 61 | 75 | ||||||
65 | 18 | 18 | 18 | 24 | 24 | 33 | 50 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 58,5 | 66 | 80 |
Таблица 4. Размеры мембранного напорного гидробака.
Размеры мембранного напорного гидробака, приведенные в таблице, соответствуют минимальным требованиям. Рекомендуется использовать емкость, большую на один размер. 1 м напора = 0,098 бар.
Исходные данные:
pmin - 45 м
Qmax - 2,5 м ³/час
В результате:
Минимальный размер емкости напорного гидробака - 33 литра
ppre - 40,5 м
pcut-in - 46 м
pcut-out - 60 м
Подбор кабеля
Ниже в таблице приведены значения максимальной длины кабеля для различных значений поперечного сечения выводов с учетом 4%-го падения напряжения. Если насос работает при большем падении напряжения, характеристики насоса ухудшаются. Насос может выйти из строя, когда напряжение падает ниже 190 В.
Выходная мощность двигателя [кВт] (Р2) | I 1/1 [А] | Максимальная длина [м] | |||
1,5 мм² | 2,5 мм² | 4 мм² | 6 мм² | ||
0,7 | 5,2 | 69 | 115 | 185 | 277 |
1,15 | 8,4 | 43 | 71 | 114 | 171 |
1,68 | 11,2 | 32 | 54 | 86 | 129 |
1,85 | 12,0 | 30 | 50 | 80 | 120 |
Таблица 5. Максимальные длины кабелей.
Максимальная длина кабеля однофазного погружного насоса вычислена на основании формулы: L [м] = (U x ΔU)/(l x 2 x 100 x (PF x ρ / q)), где:
L - длина кабеля [м]
U - номинальное напряжение [В]
ΔU - падение напряжения [%]
I - номинальный ток двигателя [A]
ρ - удельное сопротивление 0,02 [Ом мм²/м]
PF - 1
q - поперечное сечение кабеля
Как видим, кроме выбора насоса для скважины, использование таблиц также упрощает подбор остального оборудования для систем водоснабжения. Для надежной и эффективной работы автономного водоснабжения тип скважины, оборудование для бурения скважин на воду и водоподъемное оборудование должны соответствовать поставленной задаче.