Насосы водоснабжения. Скважинные насосы. Гидростанции.

Скважинные насосы и гидростанции.

В этой статье я расскажу про очень важную часть системы водоснабжения – насосы.

Каким бы простым ни казался на первый взгляд выбор насоса, все же правильный подбор требует значительных знаний в сфере водоснабжения и законов гидравлики.

     Итак, приступим. Мы уже знаем, что есть несколько вариантов добычи воды из недр нашей планеты. Это колодцы, скважины, а также открытые источники воды. В прежние времена и даже сейчас люди продолжают использовать старый проверенный метод подъема воды из колодца – ручной, с помощью барабана с ручкой и ведра. Плюсы такого метода очевидны, так же как и метода отопления с помощью печи или групки. Проверено веками. Это становится особенно понятным, когда отключается электричество.

     Такие способы выживания нельзя игнорировать, мол, сейчас 21 век на дворе. Природа всегда прежде всего стихия и никакого договора с человечеством оно не заключало, да и невозможно это в принципе. От нее можно и нужно ожидать всего самого непредсказуемого, и запасные варианты, так сказать, на черный день, всегда нужно иметь под рукой.

     Почему я об этом говорю? Потому, что насосы – вещь прежде всего энергозависимая, работающая от электричества. Хотя, вроде как, можно использовать и силу ветра, и мышечную силу, но это частности, исключения из общего правила.

- Что такое насос?

     Насос - гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию (в ручных насосах) в энергию потока жидкости, служащую для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Разность давлений жидкости на выходе из насоса и присоединённом трубопроводе обусловливает её перемещение.

     Проще говоря, это механическое устройство, позволяющее перемещать жидкость, газ или воздух. Да, насосы могут быть и водяными, и воздушными. Всем нам известен насос для накачивания колес велосипедов и автомобилей, лодок и т.д. А вот водяные насосы знакомы не всем.

     Первым изобретением, которое положило основу в технологии водяного насосного оборудования, считается Архимедов винт. Архимедов винт или винт Архимеда — механизм, исторически использовавшийся для передачи воды из низколежащих водоёмов в оросительные каналы.

     Он был одним из нескольких изобретений и открытий, традиционно приписываемых Архимеду, жившему в III веке до н. э. Архимедов винт стал прообразом шнека. Устройство состоит из наклоненной под углом к горизонту полой трубы с винтом внутри. Она была изобретена Архимедом примерно в 250 году до н. э. либо в Греции ранее. Винт можно представить как наклонную плоскость, навёрнутую на цилиндр.

     В рисунках Леонардо да Винчи также можно увидеть примеры разработок водяных машин, в них рассказывается о структуре и функционировании машин, разработанных для перекачивания воды и расчета ее объема, проходящего через механизм.

- Как поднять воду из скважины или колодца?

     Вообще, самое простое устройство для поднятия воды – насос типа «Ручеек». Это насос вибрационного типа, им чаще всего пользуются при наличии колодца или неглубокой скважины. У него достаточно большой напор (до 60м), но небольшая производительность (до 1м.куб./час).  

 К слову, в паспортах насосов обычно указываются их максимальные характеристики, но в действительности работа насоса характеризуется графиком, зависящим от глубины погружения насоса. Чем глубже погружается насос в воду, тем меньше становится его производительность. 

     Что касается таких вибрационных насосов, то их основное применение – поднятие воды из колодцев и скважин, открытых источников, перекачивание воды, а также откачивание затопленных участков, подвалов и т.д. Использовать «Ручеек» как основное устройство для снабжения водой из колодцев и скважин я не рекомендую, т.к. во-первых, он создает шум, а во-вторых, его вибрации со временем заиливают колодцы и разрушают скважины.

     Т.е. его главное назначение – временное использование, например при поломке основного или до покупки центробежного насоса, для откачивания воды, для заполнения водой системы отопления, при подаче воды из открытых источников.

Центробежные насосы.

     Сегодня наиболее популярными насосами для поднятия воды считаются центробежные насосы. Центробежный насос — насос, в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость.

     Насосами такого типа можно поднимать воду как из колодцев, так и из скважин. В колодцах обычно невысокий уровень воды, поэтому для колодцев применяются специальные насосы с поплавком или поплавковым выключателем, который отключает насос при критическом уменьшении уровня воды в колодце. Это устройство предназначено для защиты насоса от т.н. «сухого хода», чтобы насос не работал без воды, т.к. это может привести к перегреву двигателя и поломке насоса.

     Итак, для подъема воды из скважин применяются центробежные насосы. Все насосы отличаются по электрической мощности, напору, производительности, допустимому диаметру обсадной трубы скважины. Для правильного подбора насоса необходимо знать следующую информацию, часть этой информации есть в паспорте скважины, который предоставляется заказчику по окончании бурильных работ:

• Диаметр обсадной трубы;
• Полная глубина;
• Статический уровень;
• Динамический уровень;
• Производительность скважины;
• Рекомендуемая глубина погружения насоса;
• Предполагаемый расход воды в доме;
• Расстояние от скважины до дома.

     Только при наличии всей этой информации можно правильно подобрать нужный насос для скважины. Давайте пойдем по пунктам.

Диаметр обсадной трубы.

     Сейчас бурильщики стараются применять диаметр 125мм, это самый подходящий размер. Когда-то было много узких скважин диаметром 100мм и даже меньше, что значительно сокращало выбор насоса, т.к. не все скважинные насосы могут поместиться в такой диаметр. Если же у вас узкая скважина, то вам нужен 3-хдюймовый насос, это примерно 75мм. При устройстве скважин лучше всего примененять пластиковые обсадные трубы, а также пластиковые скважинные фильтры.

Статический и динамический уровень.

     Статический уровень – это расстояние от поверхности земли до уровня воды в скважине. В каждой скважине это значение свое, встречаются скважины как с очень низким статическим уровнем, так и с очень высоким, практически достигающем уровня земли.
Динамический уровень – тот максимально низкий уровень, на который может опуститься вода при откачивании ее из скважины. Обычно указывается динамический уровень и при какой производительности насоса он измерялся. Например, динамический уровень 45м при производительности насоса Q=3м.куб.

Производительность скважины.

     Производительность скважины – очень важный показатель, т.к. он показывает, какой объем воды может дать скважина за определенный промежуток времени. Бывает такое, что хозяин проигнорирует это, поставит насос, производительность которого превышает производительность скважины, вода из скважины выкачивается полностью и насос выходит из строя из-за перегрева, если конечно у него не предусмотрено защиты от «сухого хода».

     Вообще, чтобы такого не произошло, в любом случае, не будет лишним перестраховаться и установить такую защиту. Есть специальные реле с защитой от «сухого хода», автоматика для насосов типа «Акваробот» с тепловой защитой, которая отключает насос, если вода в скважине закончится.

Глубина погружения насоса.

     Чаще всего такую информацию указывают бурильщики скважин в паспортах. Если все же ее нет, то есть определенные правила погружения скважинных насосов. Во-первых, максимальная глубина погружения должна быть не ниже 2-3 метров от дна скважины. Во-вторых, погружать насос нужно обязательно ниже динамического уровня скважины. Обычно берется среднее значение, например динамический уровень 30м, полная глубина 50м, в таком случае насос вполне можно разместить на глубине в 40м.

Расход воды.

     Для правильного подбора очень важно заранее посчитать все возможные точки водопотребления в доме, расходы на баню, бассейн, автополив, а также количество человек, которые будут проживать в доме и пользоваться водой.

     Не редко встречаются случаи, когда от одной скважины запитываются два, три и более частных домов. Здесь немного сложнее, я вообще не сторонник таких хитростей. У меня нет отзывов по эксплуатации таких скважин, но предполагаю, что вопросов при эксплуатации может быть много – здесь нужно заранее учесть все расходы по воде каждого участника, кто-то пользуется больше, кто-то меньше, на чьей территории разместить саму скважину, кто будет заниматься ремонтными работами и скважины, и насосного оборудования, короче, все как в общежитии ).

     Самое большое потребление воды требует автополив. Данные по требуемому расходу должен предоставить производитель системы автополива. Не забудьте о бассейне.

Гидростанции.

     Гидростанция представляет собой устройство, состоящее из поверхностного насоса с гидроаккумулятором и автоматикой. Прежде всего, гидростанции используются для подачи воды из неглубоких колодцев. Это обусловлено тем, что максимальная глубина всасывания у таких насосов всего 8м, несмотря на то, что напор может быть 45м и более. Это значит, что глубина колодца, а точнее глубина, с которой будет подаваться вода должна быть не более 8м. При этом обязательно нужно учитывать еще и перепад высот, это касается вообще всех насосов при расчете нужного напора.

     Хотя есть еще один тип поверхностного насоса с «трубкой Вентури». Эффект самовсасывания достигается благодаря использованию специального устройства, называемого «трубкой Вентури», помещенного внутри узла эжектора, который устанавливается на насосе или опускается в колодец и соединяется с корпусом насоса двумя двумя трубами. Такой принцип работы позволяет добывать воду с глубины до 45 метров, при максимальном напоре до 72 метров. Т.е. если у вас глубокий колодец глубиной более 8 метров, вы можете использовать либо такую станцию с эжектором, или погружной насос с поплавком.

     Итак, гидростанции – это, можно сказать, переходный вариант от системы «Ручеек» с гидроаккумулятором и центробежный насос с гидроаккумулятором. Во всех этих системах задействован гидроаккумулятор. Что это такое и зачем он нужен?

Гидроаккумулятор.

     Гидроаккумулятор представляет собой металлический бак, в котором находится резиновая груша. Вода закачивается насосом именно в эту грушу. Между грушей и стенками бака - воздух под давлением. Обычно уровень давления указывается производителем на бирке бака. Его нужно контролировать и периодически подкачивать. Гидроаккумулятор служит для обеспечения автоматической работы насоса. Для этого вместе с гидроаккумулятором монтируется реле давления или специальное устройство «Акваробот», которое включает насос, когда давление в груше опускается до значения 1,4Бар и выключает при значении 2,8Бар.

     Без гидроаккумулятора насос будет включаться только при включении в электросеть и выключаться соответственно. Такое иногда тоже подходит, если насосом пользуются только для кратковременной перекачки жидкости. Но в основном, насос устанавливают раз и навсегда, ну, по крайней мере лет на 7-10.

     Гидроаккумулятор или гидростанцию лучше всего разместить в сухом отапливаемом помещении дома или в подвале. Иногда, при отсутствии такой возможности, можно разместить их утепленном приямке возле колодца, или даже в самом колодце, тоже хорошо утеплив во избежание замораживания. Вообще, гидростанция тоже производит шум, как и «Ручеек», гудит. Если водой в доме пользуются часто, то это может доставить неудобство. Поэтому лучше всего ее смонтировать в подвале или цокольном этаже.

Меры безопасности.

     Есть еще несколько важных моментов, касающихся центробежных насосов. Один из них - допустимое значение содержания песка в перекачиваемой жидкости. Есть насосы, у которых это значение совсем небольшое, а некоторые допускают даже до 2 кг/1 метр.куб. Дело в том, что скважина может быть как новой, только что пробуренной, так и старой, и вода может идти со значительным содержанием песка.

Также немаловажным является установка устройства защитного отключения и стабилизатора напряжения. Лучше всего, если стабилизатор напряжения вы предусмотрите на весь дом, на суммарную электрическую мощность.

Монтаж насосов и обустройство скважин.

     В предыдущей статье мы рассмотрели вопросы, касающиеся бурения скважин и выяснили, что лучше всего бурить артезианскую скважину, на второй водяной слой. Она наиболее долговечная и обладает максимальной производительностью. После бурения вам нужно как-то обустроить скважину. Обычно устанавливается стеклопластиковый колодец или просто два бетонных кольца, которые нужно загерметизировать.

     Сверху обсадной трубы монтируется скважинный оголовок. На глубине промерзания (1,2-1,5м) делается отверстие под выход трубы для подачи воды в дом. Труба применяется пластиковая для водоснабжения (синяя) диаметром 32мм. Насос подвешивается на трос из нержавеющей стали. Электрический кабель от насоса тоже лучше положить в пластиковую трубу диаметром 20мм.

     Немаловажным будет предусмотреть фильтры для очистки от взвешенных частиц – песка, мелких камней. Лучше всего сдать анализ на возможное содержание солей и железа. Но как минимум нужно поставить сетчатый фильтр, самопромывной или картриджный магистральный фильтр для очистки воды.

Надеюсь, эта статья поможет вам разобраться с подбором насоса для вашей системы водоснабжения.

Пейте воду, купайтесь в воде, умывайтесь водой, любите воду, поднимайте и перекачивайте воду, поливайте огороды водой, живите рядом с водой )

                                        А мы с удовольствием поможем вам в этом!                                           

C уважением,

Алексей Чернышев