Підбір насоса для свердловини

Підбір свердловинного насоса
Для того щоб грамотно здійснити підбір свердловинного насоса, необхідно мати наступну інформацію (велика частина потрібної інформації міститься в паспорті на свердловину):
Глибина свердловини (інформація міститься в паспорті на свердловину). Насос встановлюється не ближче ніж 1 метр до дна свердловини.
Динамічний рівень (інформація міститься в паспорті на свердловину). Насос станавливается нижче динамічного рівня.
Статичний рівень (інформація міститься в паспорті на свердловину). Свердловина може бути з самовиливом, що утруднить монтаж.
Діаметр свердловини (інформація міститься в паспорті на свердловину). Величина необхідна для підбору діаметрів насоса, адаптера, кришки на свердловину і оголовка.
Дебет свердловини (інформація міститься в паспорті на свердловину). Величина необхідна для підбору видаткової характеристики насоса та визначення необхідності захисту від сухого ходу, а також для визначення необхідності встановлення накопичувального бака і станції другого підйому.
Відстань від свердловини до вводу в будинок (Інформація міститься в плані ділянки визначається натурної зйомкою). Цікавить не тільки горизонтальне, а й вертикальне (якщо вона є) складова. Величина необхідна для визначення напірних характеристик насоса.
Поверховість будинку. Цікавить висота верхньої точки водорозбору (інформація міститься в плані будинку визначається натурної зйомкою).
Місце встановлення автоматики (інформація міститься в плані будинку визначається натурної зйомкою). Величина визначає протяжність комунікацій і необхідна для підбору та налаштування автоматики.
Оформлення оголовка свердловини вибір між оголовком або адаптером і кришкою свердловини. Визначає вибір відповідного устаткування.
Характеристики електроживлення місцевої електромережі. Визначає необхідність встановлення стабілізатора напруги.
Комплектація свердловини
Вибір насоса: Спочатку визначаємося з діаметром насоса, найбільш поширені в побуті насоси діаметрами 4 дюйма і 3 дюйми, Що в міліметрах складе 100мм і 74мм відповідно. Свердловинний насос охолоджується потоком протікає рідини, отже, внутрішній діаметр свердловини не повинен бути занадто великим або занадто маленьким. При малому зазорі насосу буде не вистачати води для повноцінного охолодження для насоса діаметром 74 мм мінімально допустимий діаметр свердловини становить 76 мм., при великому зазорі потік рідини не буде омивати насос. Деякі виробники випускають спеціальні кожухи охолодження, які направляють потік води вздовж двигуна насоса. Попередній підбір насоса по напірній характеристиці. Насосу необхідно подати воду 1. до поверхні землі 2. на самий верхній поверх водорозбору 3. у самій верхній точці водорозбору забезпечити комфортне тиск. 4. подолати опір труб, фітингів та інша. Відстань до поверхні землі визначається глибиною завантаження насоса, що зазвичай на кілька метрів нижче динамічного рівня. Верхній поверх водорозбору можна підрахувати, перемноживши кількість поверхів в будівлі на висоту 3 метри. Плюс додати піднесення будівлі над рівнем свердловини. Комфортне тиск становить 1,5 – 3,0 атмосфери, що можна прийняти за 15 – 30 метрів водяного стовпа. На опір фітингів і труб при попередньому розрахунку можна додати від 10% до 20%
Розрахунок водоспоживання:
Прикладів розрахунку водоспоживання дуже багато, наприклад, дуже укрупнені дані виглядають так 1. Дощувальна установка 1,5 куб. м/год 2. Побутове водопостачання 2-4 куб. м/год 3. Сільське господарство 4-6 куб. м/год 4. Іригація 6-8 куб. м/год Якщо розглянути побутове водопостачання, зазвичай в будинку з споживачі з середніми витратами: Раковина: 0,36-0,54 куб. м/год Умивальник: 0,24-0,36 куб. м/год Душ: 0,6-0,8 куб. м/год Ванна: 0,9-1,2 куб. м/год Посудомийна машина: 0,6-1,2 куб. м/год Пральна машина: 0,6-0,9 куб. м/год Пісуар: 0,3-0,6 куб. м/год Унітаз: 0,18-0,36 куб. м/год Біде: 0,36-0,72 куб. м/год Поливальний кран: 1,08-1,5 куб. м/год Досить скласти витрати всіх споживачів в будинку і ми отримаємо максимальний витрата або скільки води буде витрачатися, якщо всі крани будуть відкриті. Але подібна ситуація навряд чи відбудеться насправді. Введемо поправочний коефіцієнт одночасності: 0,5-0,7 і отримаємо необхідну водоспоживання. Приклад: В будинку: два суміщені санвузли з душовими кабінками, кухня з раковиною, умивальник, пральна і посудомийна машини, так само передбачений поливальний кран. Розрахунок: (0,18+0,6) 2+0,36+0,24+0,6+0,6+1,08=5,16 мінімум Розрахунок: (0,36+0,8) 2+0,54+0,36+1,2+0,9+1,5=6,82 максимум Після введення поправочних коефіцієнтів отримаємо 3,61-3,41 куб. м/год Розрахунок по напору: Завантаження насоса 60 метрів, водоспоживання на 1 і 2 поверсі. Будинок знаходитися на одному рівні зі свердловиною, таким чином, розрахунковий напір: 60+6+30+15% =110 складе 110 метрів водяного стовпа. Ми визначили що нам необхідний насос з параметрами 3,5 куб./год ( 60 л/хв) на 110 метрів. Спробуємо розрахувати, що необхідно для водопостачання будинку у цій ситуації. Додамо відстань від свердловини до будинку 30 метрів, припустимо, вся автоматика розташована в підвалі будинку, і не хочеться робити кесон для свердловини, електропостачання звичайне, тобто з частим зниженою напругою. Свердловина внутрішнім діаметром 127 мм, глибина 80 метрів, статика 40 метрів, динаміка 50 метрів, дебет 3 куб. м/год. Глибина завантаження насоса, необхідний напір і витрата нам вже відомі. За діаграм вибираємо насос. Припустимо що це Grundfos SQ 3-105 як бачимо насос видає трохи менші характеристики, ніж нам потрібно, але володіє рядом переваг, як то плавний пуск і всього три дроти для підключення, зменшений діаметр насоса полегшить його монтаж. Отже: насос SQ 3-105 Потужність 1,1-1,73 кВт Приєднувальний розмір Rp 1 1/4». Максимальний тиск, що розвивається насосом 145 м. вод ст. Вибираємо трубу: Що б не втрачати на опорі труби припустимо, що це труба діаметром 32 мм і товщина стінки 3,0 мм, дана труба розрахована на максимальний тиск 1,25 МПа, що майже відповідає максимальному тиску, що розвивається насосом. Відразу можемо визначитися з втратами в трубопроводі та швидкістю потоку. Звернемося до номограмою: отримуємо втрати 25 метрів на кожні 100 м трубопроводу, так як номограму дана для сталевих трубопроводів а ми застосовуємо поліетилен то вводимо поправочний коефіцієнт 0,6 Отримуємо: 250,6=15 метрів. Опору на кожні 100 метрів трубопроводу. Швидкість потоку навіть без поправочних коефіцієнтів не перевищує 1,7 м/с Якщо опір або значно швидкість потоку перевищує 2,0 м/с необхідно підбирати трубу більшого діаметра. Опір будуть чинити коліна під 90 град., запірна арматура, трійники і зворотні клапана. Перші два види арматури відповідно як 1,1 метра прямої труби, другі два, як 4 метри прямої труби. Якщо труба з внутрішнім діаметром більшим ніж 36 мм ці поправки становлять 1,2 і 5,0 метрів відповідно. У нашій системі поки труба дійде до автоматики вона пройде 4 коліна під 90 град. і один зворотний клапан. Це складе 41,1+4 = 8,4 метра. Отже, кількість труби: 60 метрів у свердловину. 30 метрів горизонтальний ділянку
Напевно треба додати ще 3 метри на підведення до автоматиці всередині будинку Загальна: 93 метри труби ПНД 32 мм зі стінкою 3,0 мм Опір труби: 93 метри + 8,4 метра на арматурі отримаємо 101,4 метра Втрати тиску складуть з урахуванням поправки на матеріал труби 15 метрів Таким чином ми підводимо до арматури (поглянемо на діаграму насоса) 4,05 куб. м/годину з максимальним напором 70 метрів. Що звичайно дуже багато, але далі ми встановимо автоматику та подивимося, як вона буде впливати на характеристики. Однак запам'ятаємо що 4,2 куб. м/год цей більш ніж видає свердловина 3 куб. м/годину отже захист від сухого ходу нам необхідна.
Підвіска насоса здійснюється на трос із нержавіючої сталі Для троса діаметром 2 мм допустиме навантаження складає близько 100 кг. Для троса діаметром 5 мм допустиме навантаження близько 650 кг Розрахуємо вага: Насос з двигуном 7,5 кг Вода в трубі 32 кг Труба 60 м, припустимо що теж 30 кг Кабель електричний 0,3*60 = 1,8 кг Плюс фітинги разом отримаємо близько 80 кг. Тому Наші рекомендації при завантаженні до 50 м застосовувати трос 2мм в одну гілку, від 50 до 100 м 2мм в дві гілки, понад 100м застосовувати трос діаметром 5 мм. Вибираємо 2 мм трос на дві гілки. Довжину троса вважаємо як глибину завантаження насоса + по 1 метру на кожен кінець для петлі і все це множимо на кількість гілок. У нашому випадку: завантаження 60м, одна гілка 60+2 метри, а гілок дві разом 124 метри троса нержавіючого діаметром 2 мм Трос обжимаем нержавіючими затискачами по два на кожен кінець (для надійності) Всього 8 затискачів для троса 2мм. Вибираємо кабель. Всі імпортні насоси дуже чутливі до перепадів напруги, отже, треба максимально донести існуючу напругу до насоса. Кабель зменшеного перерізу може викликати падіння напруги на 10% і навіть більше, до того ж буде грітися. Діаметр кабелю вибирається в залежності від потужності електродвигуна і його видалення. Для зручності вважаємо, що довжина кабелю дорівнює довжині труби. Для насосів «Grundfos» SQ: скористаємося табличкою: Вихідна потужність дв-ля, [кВт]. I. [A] Максимальна довжина кабелю [м] 1.5 мм2 2.5 мм2 до 4 мм2 6 мм2 0.1-0.63 4.15 86 144 0.7-1.05 6.9 52 86 138 1.1-1.73 11.1 32 53 86 129
У нашому випадку вибираємо кабель 3х6,0 мм довжина 93 метри. Для багатьох інших насосів потрібно чотирижильний кабель, його вибираємо аналогічно табличками наведеним нижче.
Або ж для трехфазныхдвгателей:
Кабель повинен бути в подвійній ізоляції та сертифікований на питну воду. Більшість свердловинних насосів комплектується шматком кабелю 1-1,5 метра Отже місце з'єднання кабелів буде знаходитися під водою. Для цього застосовуються різні типи з'єднання. Це може бути термозбіжна муфти для кабелів до 4х 2,5 мм2 Заливна муфти для кабелів до 4х6,0 мм2 Або роз'ємні муфти для кабелів до 4х 2,5 мм2 або до 4х6,0 мм2 Всі ці варіанти допоможуть створити надійне герметичне електричне з'єднання. Ми вибираємо: Заливну муфту для кабелю 4х6,0 мм2 Відразу ж підберемо стабілізатор напруги: Насоси SQ мають плавним пуском, тому коефіцієнт запасу по потужності приймаємо 2,0 Якщо насос без плавного пуску то коефіцієнт 3,0 або навіть 5,0 Потужність, споживана двигуном 1,73 кВт х 2,0 = 3,46 кВт Вибираємо стабілізатор на найближчу велику потужність. У нашому випадку стабілізатор на потужність 5кВт Дуже рекомендується зв'язати між собою трубу, трос і кабель, тоді при монтажі - демонтажі насоса ви не будете мати справу з декількома різними гілками, а з одним пучком. Вибираємо пластикові хомути кількістю рівним глибині завантаження насоса в метрах Отже, хомути пластикові 60 шт
Далі приступаємо до підбору арматури: Зворотний клапан вбудований в насос, тому вибираємо відразу з'єднання насос труба. Якщо зворотний клапан не вбудований потрібно ніпель з вихідного діаметра насоса і зворотний клапан. Розглянемо наш випадок: Вихід насоса 1 1/4» трубу використовуємо 32 мм Обтискні з'єднання на трубу зазвичай наступних розмірів: 25 мм-3/4» 32мм-1» 40мм-1 1/4» зрозуміло, що на ринку можна знайти і інші варіанти. Щоб зістикувати 1 ¼ » і обтискну арматуру 1» Додаємо перехідник 1» – 1 ¼ » і власне обтиск 1"-32 мм Ще два обтиску 1"-32мм і адаптер на 32 шу трубу Адаптер дозволить при демонтажі насоса не розкопувати трубу покладену під землею від свердловини до будинку і утруднить демонтаж насоса для вандалів і злодіїв. Так само дозволить заощадити на земляних роботах і збереже корисну площу на ділянці. При вводі в будинок знадобляться два кутових з'єднання 32мм І закінчуємо трубу з'єднанням 1"-32 мм
Для того щоб у свердловину не потрапляли сторонні предмети і для того щоб можна було при демонтажі насоса не турбувати кабель, прокладений під землею. А також щоб захистити насос і обладнання від вандалів і злодіїв, встановимо на свердловину алюмінієву кришку свердловини. До речі при вводі в будинок багато монтажники застосовують гріючий кабель і це правильно, але довжину і потужність кабелю та його необхідність визначає монтажник з місця.
Вибір автоматики для управління насосом: Пульт керування насосом зазвичай продається виробником насоса і буває двох типів з вбудованим захистом по сухому ходу і без такої. Захист від сухого ходу може встановлюватися окремо. Ми вже визначили, що захист від сухого ходу нам необхідна, вибираємо пульт управління з захистом по сухому ходу. Для реалізації захисту в свердловину на різних рівнях підвішуються три електрода, по проходженню між ними електричного струму пульт визначає рівень води в свердловині і зупиняє насос, якщо рівень води знижується до критичного. Для реалізації нам потрібні Електроди 3 шт. і кабель для електродів довжину його можна взяти помноживши довжину труби на три. Загальна: 93м х 3 = 279 метрів кабелю 1х1,5 мм2 Вибір гідроакумулятора. Гідроакумулятор служить для рознесення часу включення-відключення насоса (свердловинний насос повинен включатися не більше 20 разів на годину), для демпфування можливих гідроударів ну і власне це запас води під тиском на випадок перебоїв з електроенергією. Тут звичайно, чим більше гідрофор, тим краще.
Розрахунок обсягу гідробака Vt=16,5 X Qmax/ A X Ps X Pa / (Ps — Pa) X 1 / Pp
Vt Обсяг гидропневмоаккумулятора літр
Qmax Максимальне значення потрібного витрати води (залежить від продуктивності насоса) літр/хвилину
А Кількість допустимих погодинних включень насоса
Ps Тиск вимикання насоса атм.
Pa Тиск включення насоса атм.
Pp Попереднє тиск повітря в гидропневмоаккумуляторе ( Pa — (0,2...0,5) ) атм.
Стандартні установки реле тиску приміром FSG-2 становлять 1,4 bar включення насоса і 2,8 bar відключення насоса. Тиск повітря попередньо накачане в гідроакумулятор 1,5 атм. Наведу різні приклади при стандартних установках. При витраті 1 куб. м/год потрібно бак 24литра При витраті 2 куб. м/годину потрібно бак 51 літр 3 куб. м/год -77 літрів 4 куб. м/год -102 літра. 5 куб. м/год -128 літрів Вибираємо гідроакумулятор об'ємом 200 літрів вертикальної компоновки виробництва «ZILMET» Максимальний тиск 10bar, приєднувальний розмір 1» Більшість реле можна перенастроювати так само як можна змінювати попередньо накачане тиск повітря в гидробаке, але у такому разі результати краще звіряти з вищенаведеною формулою. Максимальний тиск, що розвивається насосом не перевищує максимальний тиск бака, але на всяк випадок передбачаємо запобіжний клапан, тим більше що до баків об'ємом 200 літрів і більше його дуже зручно приєднати. Особливих вимог до тиску у нас немає. тому вибираємо реле тиску FF 4-8 Вибираємо манометр з діапазоном до 6 bar орієнтуючись на показання манометра ми зможемо налаштовувати систему і стежити за її станом. Щоб з'єднати разом реле, манометр, гідробак, вхід від насоса і вихід в систему вибираємо штуцер пятивыводной. Залишилося приєднати кран і врізати в систему водопостачання будинку. Подивимося що у нас вийде.: по діаграмі насоса.
Как видим диапазон работы насоса немного провалился за максимальный КПД., но это не говорит о том что система работать не будет. И потом выбор насоса мы проводили не очень тщательно и с первого предположения почти попали в яблочко. Плюс кое чего можно добиться настройкой системы у нас же все значения взяты как они установлены на заводе – по умолчанию. Попробуем собрать воедино все что мы выбрали для комлектации. И добавим фильтр для насоса.3»
КОМПЛЕКТАЦІЯ ПІДСУМКИ: 1. насос SQ 3-105 Потужність 1,1-1,73 кВт 2. 93 метри труби ПНД 32 мм зі стінкою 3,0 мм 3. 124 метри троса нержавіючого діаметром 2 мм 4. Всього 8 затискачів для троса 2мм. 5. кабель 3х6,0 мм2 довжина 93 метри. 6. Заливна муфта для кабелю 4 х 6,0 мм2 7. хомути пластикові 60 шт 8. перехідник 1» – 1 ¼ » 9. власне обтиск 1"-32 мм, Ще два обтиску 1"-32мм і закінчуємо трубу з'єднанням 1"-32 мм 10. адаптер на 32 шу трубу 11. два кутових з'єднання 32мм 12. алюмінієву кришку свердловини 13. пульт управління з захистом по сухому ходу 14. Електроди 3 шт 15. 279 метрів кабелю 1х1,5 мм2 16. гідроакумулятор об'ємом 200 літрів вертикальної компоновки виробництва «ZILMET» 17. запобіжний клапан 18. реле тиску FF 4-8 19. манометр з діапазоном до 6 bar 20. штуцер пятивыводной. 21. фільтр для насоса.3»