Напор и давление

Подача — Q [м³/ч] — объём воды, подаваемый насосом в единицу времени. Подача насоса определяется рабочей точкой на его характеристике и кроме конструктивных особенностей зависит от частоты вращения рабочего колеса и гидравлической характеристики сети.

Оптимальная подача насоса достигается при максимальном значении коэффициента полезного действия. Фактическую подачу насоса можно определить по напорно-расходной характеристике зная создаваемый напор.

Напор — H [м.вод.ст] — разница давлений между входным и выходным патрубком насоса. Напор насоса слагается из высот, которые необходимо преодолеть жидкости.

H = Hz + (Pв — Pн)/(ρg) + dh + (С²в — С²н)/(2g)

где

• Hz — геометрическая высота подъёма, м равная разнице уровней поверхности жидкости в приёмном (верхнем) и подающем (нижнем) резервуарах.


• (Pв — Pн)/(ρg) — высота, м, соответствующая разности давлений, Па в верхнем и нижнем резервуарах;
• dh – сумма гидравлических потерь (на трение и в местных сопротивлениях) во всасывающем и напорном трубопроводах, м;
• (С²в — С²н)/(2g) — высота, м, соответствующая разности кинетической энергии жидкости при скорости движения Св м/с на выходе из напорного трубопровода в верхний резервуар и при скорости Сн, м/c, на входе во всасывающий трубопровод из нижнего резервуара;
• ρ — плотность жидкости
• g — ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с²

Если давление приложенное к поверхности жидкости в обоих резервуарах будет одинаковым, например, при открытых резервуарах, и жидкость в обоих резервуарах находится в состоянии покоя, тогда выражение определяющее напор насоса можно упростить:

H = Hz + dh

Из выше приведенных выражений видно, что напор насоса поднимающего воду определяется, высотой подъёма и потерями напора в трубопроводах. В замкнутом циркуляционном кольце, (например системы отопления), напор насоса определяется суммой потерь напора на всех элементах кольца и не зависит от высоты системы и места установки насоса в ней.

Напорно-расходная характеристика — графическое отображение зависимости напора насоса от его подачи в координатах Q [м³/ч] / H [м.вод.ст]. Напорно-расходная характеристика, является основной характеристикой используемой для выбора насосов и приводится в каталогах производителей в виде графиков.

Рабочая точка насоса — точка на пересечении напорно-расходной характеристики с горизонтальной линией, проведённой с точки на оси ординат, которая соответствует развиваемому напору. Чтобы определить фактическую подачу насоса из рабочей точки опускают перпендикуляр на ось подачи (абсцисс).

Таким образом, подачу насоса определяет развиваемый им напор, который в повысительных насосах определяется высотой подъёма и потерями в трубопроводах, а в циркуляционных насосах — гидравлической характеристикой циркуляционного кольца. Так как, в циркуляционном кольце изменение потерь напора пропорционально квадрату изменения расхода проходящего через него, гидравлическая характеристика сети в координатах Q [м³/ч] / H [м.вод.ст], имеет вид параболы.

Высота всасывания — Нвс [м] — при условии забора воды из нижнего резервуара, в котором на зеркало воды действует атмосферное давление, высота всасывания насоса соответствует разнице уровней в метрах, между осью рабочего колеса и уровнем жидкости в нижнем резервуаре, за вычетом потерь напора в трубопроводе, который соединяет нижний резервуар и насос.

Подъём воды с нижнего резервуара происходит за счёт разницы давлений, при этом в рабочем колесе насоса создаётся разрежение, а на воду действует атмосферное давление. Так как атмосферному давлению соответствует столб воды высотою в 10,3 метра, а насос не может создать в рабочем колесе абсолютный вакуум — высота всасывания насоса не может превышать 8 метров.

Кавитационный запас — NPSH [м.вод.ст] — минимальное давление во всасывающем патрубке насоса обеспечивающее безкавитационную работу. Значение кавитационного запаса определяется опытным путём производителями насосов и приводится в виде графика в зависимости от подачи насоса.

Полезная мощность насоса — Nu [Вт] — соответствует энергии передаваемой жидкости в единицу времени.

Nu = ρ · g · Q · H

Мощность на валу насоса — Nw [Вт] — механическая мощность, которая передаётся на вал насоса. Механическая мощность больше полезной, на величину гидравлических потерь и потерь на трение в рабочем колесе.

Nw = Nu / η

КПД насоса — η [%] — коэффициент полезного действия характеризующий степень совершенства центробежного насоса и определяется как отношение полезной мощности к мощности на валу.

Номинальный диаметр — DN — численное обозначение внутреннего диаметра присоединительных патрубков насоса общее для всех трубопроводных элементов. Номинальный диаметр насоса не имеет размерности, но его значение приблизительно равно внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода.

Ряд условных проходов DN (Ду) трубопроводных элементов регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)». Альтернативным обозначением номинального диаметра DN, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр.

Номинальное давление — PN [бар] — наибольшее избыточное давление воды с температурой в 20°C, при котором допускается длительная работа насоса.

Альтернативным обозначением номинального давления, распространённым в странах постсоветского пространства, было условное давление. Ряд номинальных давлений PN (Ру) трубопроводных элементов регламентирован ГОСТ 26349-84 «Давления номинальные (условные)».

www.ktto.com.ua

Общая информация

Напор насоса — это с научной точки зрения сила давления, созданная его лопастями или поршнями, необходимая для того, чтобы протолкнуть воду или воздух. Основной единицей измерения данного показателя являются метры. Не стоит пугаться, увидев на упаковке именно такое обозначение — оно имеет научное обоснование.

Расход и напор: ищем разницу

Расход насоса, напор — эти показатели довольно часто путают. И вот тут важно понимать, что расход насоса представляет собой количество жидкости, проходящей за него в заданную единицу времени, чаще представлено кубометрами в час. Попросту говоря, это способность насоса перекачивать определенный объем.

Почему именно в метрах

Насос для напора воды и любой другой жидкости является весьма популярным приспособлением, без которого трудно представить жизнь в частном доме. Многие потребители до сих не понимают, почему измерение величины напора ведется именно в метрах.

Напор центробежного насоса, впрочем, как и любого другого, принято измерять в метрах. Конечно, подобная система рождает много вопросов. Прежде всего, так повелось исторически, все уже давно привыкли к такому обозначению и не намерены ничего менять. Ну и, конечно, это удобно, ведь не приходится прибегать к использованию других единиц измерения, производить сложные математические расчеты. Величина напора, исчисляемая в метрах, дает нам информацию о том, что насос может поднять жидкость на данную высоту.

Как определить требуемый напор

Выбирая насос в первую очередь необходимо отталкиваться от его назначения, специфики использования и основных характеристик его работы. Напор насоса — это, кстати говоря, основная характеристика, которая указана производителем в инструкции. Расчет напора насоса не требует особых навыков, специальной квалификации, с ним под силу справиться даже обывателю. Понятно, что во многом на результаты расчетов влияет конструкция выбранного насоса. В каждом случае результат будет индивидуальным.

Напор погружного насоса

Погружные насосы чаще всего устанавливаются в глубинные скважины, колодцы — словом там, где самовсасывающему насосу просто не справиться с перекачкой воды. Такая разновидность на сегодняшний день является весьма распространенной: конструкция представлена достаточным разнообразием моделей и модификаций, каждая из которых способна удовлетворить все потребности современных покупателей. Многие эксперты настоятельно рекомендуют приобретать насосы импортного производства, но даже среди российских компаний достаточно достойных производителей, продукция которых отличается высочайшей производительностью, эффективностью работы и, что не менее ценно, доступностью по цене. В процессе эксплуатации насос полностью погружают в воду, а при приближении жидкости к критической отметке он отключается в автоматическом режиме до того, пока уровень воды не поднимется до необходимой нормы.

Именно поэтому одним из самых безопасных и надежных считается именно погружной насос. Напор его исчисляется по формуле:

H = H высота + H потери + H излив, где:

H высота — перепад высот между местом нахождения насоса и наивысшей точкой системы водоснабжения;

H потери — возможные гидравлические потери, которые возникают при движении жидкость по трубе, они в первую очередь связаны с трением жидкости о стенки трубы;

H излив — тот напор на излив, который позволяет пользоваться всеми сантехническими приборами (обычно находится в диапазоне 15-20 метров).

Напор циркуляционного насоса

Мы уже установили, что напор насоса — это давление, необходимое для того, чтобы протолкнуть жидкость на заданную высоту. Циркуляционные насосы нашли себя в системах отопления, именно с их помощью обеспечивается бесперебойная циркуляция источника тепла в системе. Конечно, к выбору циркуляционного насоса необходимо подойти более осознанно и требовательно, понимая, что от этого во многом зависит эффективность и бесперебойность его использования, что так важно для многоквартирных домов. Такие насосы надежны, эффективны и отлично показали себя даже в многоквартирных домах. Безусловно, такой насос также должен подбираться исходя из напора. Напор циркуляционного насоса не имеет никакой связи, а, соответственно, зависимости от высоты здания. Главное здесь — гидравлическое сопротивление трассы. И вот тут для расчета потребуется следующая формула:

H = (R * L + Z сумма) / ( p * g ), где:

R — потери;

L — протяженность трубопровода, измеряющаяся в метрах;

Z сумма — суммарное число коэффициентом запаса для конструктивных элементов трубопровода (для фитингов и арматуры эта величина равна 1,3; для термостатических вентилей — 1,7; а для смесителей — 1,2);

р — плотность воды, из школьного курса физики мы помним, что она составляет 1000 кг/м3;

g — ускорение свободного падения, величина которого берется в среднем значении — 9,8 м/с2.

Получается, зная все основные параметры определить тот напор воды, который необходим вам в конкретной ситуации, довольно просто, для этого вам не придется привлекать специалистов.

Может ли монтаж повлиять на величину напора

Учитывая простоту, даже примитивность конструкции насосов, а также наличие подробной инструкции монтажа, многие современные мужчины берутся за работы самостоятельно, то есть без помощи профессионалов. Такое поведение чаще всего связано с желанием сэкономить: далеко не все готовы заплатить не только за насос или насосную станцию, но и услуги мастера. Учитывая, что напор насоса — это основная характеристика его деятельности, никто не готов терять. Именно поэтому вопрос напрашивается сам собой: насколько монтаж, проведённый самостоятельно может сказаться на величине напора.

Казалось бы, подключаем одну трубу к всасывающему патрубку, другую к тому, что отвечает за напор, подаем питание — и готово. На практике малейшая ошибка не только способна негативно сказаться на напоре воды, но и существенно сократит продолжительность работы.

Основные ошибки монтажа

Давайте вместе разберем наиболее распространенные ошибки, которые допускают многие из нас:

• Диаметр всасывающего патрубка. Довольно часто диаметр трубопровода на практике оказывается меньше диаметра всасывающего патрубка. Такая конструкция в случае подключения увеличивает сопротивление со стороны всасывающей магистрали, тем самым сокращая величину глубины всасывания. Выражаясь простым языком: уменьшенный по диаметру трубопровод просто не в состоянии пропустить тот размер жидкости, который с легкостью всасывает и перекачивает насос.
• Прямое подключение к обычному шлангу. Такая система не особо критична при условии использования насоса небольшой производительности. В противном случае под воздействием большого давления, создаваемого насосом, шланг сожмется, его сечение значительно сократится, а вода просто не сможете пройти сквозь него. Это в лучшем случае приведет к прекращению подачи воды, в худшем — к поломке насоса без возможности его последующего ремонта.
• Большое число изгибов и поворотов в трубопроводе. Такой вариант монтажа не повышает величину сопротивления, соответственно уменьшает производительность и величину напора насоса. Именно поэтому так важно привести количество изгибов и поворотов к минимальному значению, если вы хотите использовать приобретенный и установленный насос на все 100%.
• Герметизация. Именно ввиду недостаточной герметизации на всасывающем участке трубопровода могут возникать существенные потери воды. Плохая герметизация не только сокращает напор воды, но и сопровождает процесс работы насоса излишним шумом.

Тонкости выбора

Итак, если вы столкнулись с выбором насоса, как погружного, так и циркуляционного, впервые, настоятельно рекомендуем воспользоваться всеми советами и рекомендациями. Прежде всего, доверяйте только проверенным производителям, качество продукции которых не вызывает ни малейших нареканий. Не стоит пренебрегать помощью профессионалов: они из всего представленного многообразия помогут выбрать оптимальный вариант, отталкиваясь от основных требований особенностей эксплуатации.

Подводим итоги

В рамках данного материала мы рассмотрели, что же такое напор насоса, что влияет на его величину, и как самостоятельно рассчитать ее. Надеемся, что данные советы и рекомендации помогут вам избежать принципиальных ошибок и использовать прибор на все 100%.

fb.ru

Общая информация

Напор насоса — это с научной точки зрения сила давления, созданная его лопастями или поршнями, необходимая для того, чтобы протолкнуть воду или воздух. Основной единицей измерения данного показателя являются метры. Не стоит пугаться, увидев на упаковке именно такое обозначение — оно имеет научное обоснование.

Расход и напор: ищем разницу

Расход насоса, напор — эти показатели довольно часто путают. И вот тут важно понимать, что расход насоса представляет собой количество жидкости, проходящей за него в заданную единицу времени, чаще представлено кубометрами в час. Попросту говоря, это способность насоса перекачивать определенный объем.

Почему именно в метрах

Насос для напора воды и любой другой жидкости является весьма популярным приспособлением, без которого трудно представить жизнь в частном доме. Многие потребители до сих не понимают, почему измерение величины напора ведется именно в метрах.

Напор центробежного насоса, впрочем, как и любого другого, принято измерять в метрах. Конечно, подобная система рождает много вопросов. Прежде всего, так повелось исторически, все уже давно привыкли к такому обозначению и не намерены ничего менять. Ну и, конечно, это удобно, ведь не приходится прибегать к использованию других единиц измерения, производить сложные математические расчеты. Величина напора, исчисляемая в метрах, дает нам информацию о том, что насос может поднять жидкость на данную высоту.

Как определить требуемый напор

Выбирая насос в первую очередь необходимо отталкиваться от его назначения, специфики использования и основных характеристик его работы. Напор насоса — это, кстати говоря, основная характеристика, которая указана производителем в инструкции. Расчет напора насоса не требует особых навыков, специальной квалификации, с ним под силу справиться даже обывателю. Понятно, что во многом на результаты расчетов влияет конструкция выбранного насоса. В каждом случае результат будет индивидуальным.

Напор погружного насоса

Погружные насосы чаще всего устанавливаются в глубинные — словом там, где просто не справиться с перекачкой воды. Такая разновидность на сегодняшний день является весьма распространенной: конструкция представлена достаточным разнообразием моделей и модификаций, каждая из которых способна удовлетворить все потребности современных покупателей. Многие эксперты настоятельно рекомендуют приобретать насосы импортного производства, но даже среди российских компаний достаточно достойных производителей, продукция которых отличается высочайшей производительностью, эффективностью работы и, что не менее ценно, доступностью по цене. В процессе эксплуатации насос полностью погружают в воду, а при приближении жидкости к критической отметке он отключается в автоматическом режиме до того, пока уровень воды не поднимется до необходимой нормы.

Именно поэтому одним из самых безопасных и надежных считается именно погружной насос. Напор его исчисляется по формуле:

H = H высота + H потери + H излив, где:

H высота — перепад высот между местом нахождения насоса и наивысшей точкой системы водоснабжения;

H потери — возможные гидравлические потери, которые возникают при движении жидкость по трубе, они в первую очередь связаны с трением жидкости о стенки трубы;

H излив — тот напор на излив, который позволяет пользоваться всеми сантехническими приборами (обычно находится в диапазоне 15-20 метров).

Мы уже установили, что напор насоса — это давление, необходимое для того, чтобы протолкнуть жидкость на заданную высоту. Циркуляционные насосы нашли себя в системах отопления, именно с их помощью обеспечивается бесперебойная циркуляция источника тепла в системе. Конечно, к выбору циркуляционного насоса необходимо подойти более осознанно и требовательно, понимая, что от этого во многом зависит эффективность и бесперебойность его использования, что так важно для многоквартирных домов. Такие насосы надежны, эффективны и отлично показали себя даже в многоквартирных домах. Безусловно, такой насос также должен подбираться исходя из напора. Напор циркуляционного насоса не имеет никакой связи, а, соответственно, зависимости от высоты здания. Главное здесь — гидравлическое сопротивление трассы. И вот тут для расчета потребуется следующая формула:

H = (R * L + Z сумма) / (p * g), где:

R — потери;

L — протяженность трубопровода, измеряющаяся в метрах;

Z сумма — суммарное число коэффициентом запаса для конструктивных элементов трубопровода (для фитингов и арматуры эта величина равна 1,3; для термостатических вентилей — 1,7; а для смесителей — 1,2);

р — плотность воды, из школьного курса физики мы помним, что она составляет 1000 кг/м3;

g — ускорение свободного падения, величина которого берется в среднем значении — 9,8 м/с2.

Получается, зная все основные параметры определить тот напор воды, который необходим вам в конкретной ситуации, довольно просто, для этого вам не придется привлекать специалистов.

Может ли монтаж повлиять на величину напора

Учитывая простоту, даже примитивность конструкции насосов, а также наличие подробной инструкции монтажа, многие современные мужчины берутся за работы самостоятельно, то есть без помощи профессионалов. Такое поведение чаще всего связано с желанием сэкономить: далеко не все готовы заплатить не только за насос или насосную станцию, но и услуги мастера. Учитывая, что напор насоса — это основная характеристика его деятельности, никто не готов терять. Именно поэтому вопрос напрашивается сам собой: насколько монтаж, проведённый самостоятельно может сказаться на величине напора.

Казалось бы, подключаем одну трубу к всасывающему патрубку, другую к тому, что отвечает за напор, подаем питание — и готово. На практике малейшая ошибка не только способна негативно сказаться на напоре воды, но и существенно сократит продолжительность работы.

Основные ошибки монтажа

Давайте вместе разберем наиболее распространенные ошибки, которые допускают многие из нас:

• Диаметр всасывающего патрубка. Довольно часто диаметр трубопровода на практике оказывается меньше диаметра всасывающего патрубка. Такая конструкция в случае подключения увеличивает сопротивление со стороны всасывающей магистрали, тем самым сокращая величину глубины всасывания. Выражаясь простым языком: уменьшенный по диаметру трубопровод просто не в состоянии пропустить тот размер жидкости, который с легкостью всасывает и перекачивает насос.
• Прямое подключение к обычному шлангу. Такая система не особо критична при условии использования насоса небольшой производительности. В противном случае под воздействием большого давления, создаваемого насосом, шланг сожмется, его сечение значительно сократится, а вода просто не сможете пройти сквозь него. Это в лучшем случае приведет к прекращению подачи воды, в худшем — к поломке насоса без возможности его последующего ремонта.
• Большое число изгибов и поворотов в трубопроводе. Такой вариант монтажа не повышает величину сопротивления, соответственно уменьшает производительность и величину напора насоса. Именно поэтому так важно привести количество изгибов и поворотов к минимальному значению, если вы хотите использовать приобретенный и установленный насос на все 100%.
• Герметизация. Именно ввиду недостаточной герметизации на всасывающем участке трубопровода могут возникать существенные потери воды. Плохая герметизация не только сокращает напор воды, но и сопровождает процесс работы насоса излишним шумом.

Тонкости выбора

Итак, если вы столкнулись с выбором насоса, как погружного, так и циркуляционного, впервые, настоятельно рекомендуем воспользоваться всеми советами и рекомендациями. Прежде всего, доверяйте только проверенным производителям, качество продукции которых не вызывает ни малейших нареканий. Не стоит пренебрегать помощью профессионалов: они из всего представленного многообразия помогут выбрать оптимальный вариант, отталкиваясь от основных требований особенностей эксплуатации.

Подводим итоги

В рамках данного материала мы рассмотрели, что же такое напор насоса, что влияет на его величину, и как самостоятельно рассчитать ее. Надеемся, что данные советы и рекомендации помогут вам избежать принципиальных ошибок и использовать прибор на все 100%.

При обустройстве водоснабжения и отопления загородных домов и дач одной из самых насущных проблем является подбор насоса. Ошибка в выборе насоса чревата неприятными последствиями, среди которых перерасход электроэнергии – самое простое, а выход из строя погружного насоса – самое распространенное. Самыми главными характеристиками, по которым необходимо выбирать любой насос, являются расход воды или производительность насоса, а также напор насоса или высота, на которую насос может подавать воду. Насос – не то оборудование, которое можно брать с запасом – «на вырост». Все должно быть выверено строго согласно потребностям. У тех, кто поленился произвести соответствующие расчеты и выбрал насос «на глазок», практически всегда бывают проблемы в виде отказов и поломок. В данной статье мы подробно остановимся на том, как определить напор насоса и производительность, предоставим все необходимые формулы и табличные данные.

Погружные насосы обычно устанавливаются в глубокие скважины и колодцы, там, где самовсасывающий поверхностный насос не справится. Такой насос характерен тем, что работает полностью погруженным в воду, а если уровень воды опускается до критической отметки, то отключается и не включится, пока уровень воды не поднимется. Работа погружного насоса без воды «всухую» чревата поломками, поэтому необходимо подобрать насос с такой производительностью, чтобы она не превышала дебет скважины.

Расчет производительности/расхода погружного насоса.

Производительность насоса не зря иногда называют расходом, так как расчеты данного параметра напрямую связаны с расходом воды в водопроводе. Чтобы насос был способен обеспечивать потребности жильцов в воде, его производительность должна быть равна или быть чуть больше расхода воды из одновременно включенных потребителей в доме.
Этот суммарный расход можно определить, сложив расходы всех, возможно одновременно включенных, потребителей воды в доме. Чтобы не утруждать себя лишними расчетами, можете воспользоваться таблицей примерных значений расходов воды в секунду. В таблице указаны всевозможные потребители, такие как умывальник, унитаз, раковина, стиральная машина и другие, а также расход воды в л/с через них.

Таблица 1. Расход потребителей воды.

После того как просуммировали расходы всех требуемых потребителей, необходимо найти расчетный расход системы, он будет несколько меньше, так как вероятность одновременного использования абсолютно всех сантехприборов крайне мала. Узнать расчетный расход можно из таблицы 2. Хотя иногда для упрощения расчетов полученный суммарный расход просто умножают на коэффициент 0,6 – 0,8, принимая, что одновременно будет использоваться только 60 – 80 % сантехнических приборов. Но данный способ не совсем удачен. Например, в большом особняке с множеством сантехнических приборов и потребителей воды могут проживать всего 2 – 3 человека, и расход воды будет намного меньше суммарного. Поэтому настоятельно рекомендуем воспользоваться таблицей.

Таблица 2. Расчетный расход системы водоснабжения .

Полученный результат будет реальным расходом системы водоснабжения дома, который должен покрываться производительностью насоса. Но так как в характеристиках насоса производительность обычно считается не в л/с, а в м3/ч, то полученное нами значение расхода необходимо умножить на коэффициент 3,6.

Пример расчета расхода погружного насоса:

Рассмотрим вариант водоснабжения дачного домика, в котором есть такие сантехнические приборы:

• Душ со смесителем – 0,09 л/с;
• Водонагреватель электрический – 0,1 л/с;
• Раковина на кухне – 0,15 л/с;
• Умывальник – 0,09 л/с;
• Унитаз – 0,1 л/с.

Суммируем расход всех потребителей: 0,09+0,1+0,15+0,09+0,1,53 л/с.
Так как домик у нас с садовым участком и огородом, не помешает добавить сюда поливочный кран, расход которого 0,3 м/с. Итого, 0,53+0,3,83 л/с.

Находим по таблице 2 значение расчетного расхода: значению 0,83 л/с соответствует 0,48 л/с.
Переводим л/с в л/мин, для этого 0,48*60=28,8л/мин.
И последнее – переводим л/с в м3/ч, для этого 0,48*3,6=1,728 м3/ч.

Важно! Иногда производительность насоса указывается в л/ч, тогда полученное значение в л/с необходимо умножить на 3600. Например, 0,48*3600=1728 л/час.

Вывод: расход системы водоснабжения нашего дачного домика составляет 1,728 м3/ч, поэтому производительность насоса должна быть больше 1,7 м3/ч.
Чтобы более точно определить подходящую модель насоса, необходимо рассчитать требуемый напор.

Расчет напора погружного насоса

Напор насоса или высота подъема воды рассчитывается по формуле, представленной ниже. Учитывается, что насос полностью погружен в воду, поэтому такие параметры, как перепад высот между источником воды и насосом, не учитываются.
Расчет напора скважинного насоса

Формула для расчета напора скважинного насоса:

Где,
Hтр – значение требуемого напора скважинного насоса;
Hгео – перепад высот между местом нахождения насоса и наивысшей точкой системы водоснабжения;

Hпотерь – сумма всех потерь в трубопроводе. Данные потери связаны с трением воды о материал труб, а также падением давления на поворотах труб и в тройниках. Определяется по таблице потерь.

Hсвоб – свободный напор на излив. Чтобы можно было комфортно пользоваться сантехническими приборами, данное значение необходимо брать 15 – 30м, минимально допустимое значение 5м, но тогда вода будет подаваться тонкой струйкой.

Все параметры измеряются в тех же единицах, в чем измеряется напор насоса, — в метрах.
Расчет потерь в трубопроводе можно рассчитать, изучив таблицу ниже. Обратите внимание, в таблице потерь обычным шрифтом указана скорость, с которой вода протекает по трубопроводу соответствующего диаметра, а выделенным шрифтом – потери напора на каждые 100м прямого горизонтального трубопровода. В самом низу таблиц указаны потери в тройниках, угловых соединениях, обратных клапанах и задвижках. Естественно, для точного расчета потерь необходимо знать протяженность всех участков трубопровода, количество всех тройников, поворотов и клапанов.

Таблица 3. Потери напора в трубопроводе из полимерных материалов.

Рассмотрим такой вариант водоснабжения дачного дома:

• Глубина скважины 35м;
• Статический уровень воды в скважине – 10м;
• Динамический уровень воды в скважине – 15м;
• Дебет скважины – 4м3/час;
• Скважина расположена на удалении от дома – 30м;
• Дом двухэтажный, санузел находится на втором этаже – 5м высота;

В первую очередь считаем Hгео = динамический уровень + высота второго этажа = 15 + 5 = 20м.
Далее считаем Hпотерь. Примем, что горизонтальный трубопровод у нас выполнен полипропиленовой трубой 32 мм до дома, а в доме трубой 25 мм. Наличествует один угловой поворот, 3 обратных клапана, 2 тройника и 1 запорная арматура. Производительность возьмем из предыдущего расчета расхода 1,728 м3/час. Согласно предложенным таблицам ближайшее значение равно 1,8 м3/час, поэтому округлим до этого значения.
Hпотерь = 4,6*30/100 + 13*5/100 + 1,2 + 3*5,0 + 2*5,0 + 1,2 = 1,38+0,65+1,2+15+10+1,2=29,43м ≈ 30м.
Hсвоб примем 20м.
Итого, требуемый напор насоса равен:
Hтр = 20 + 30 + 20 = 70м.

Вывод: учитывая все потери в трубопроводе, нам необходим насос, напор которого равен 70 м. Также из предыдущего расчета мы определили, что его производительность должна быть выше 1,728 м3/час.

Рассмотрим пример подбора погружного насоса по графику «Водомёт».

При пересечении 70 метров напора, и требуемых 30 литрах в минуту, подходящим насосом будет «Водомёт» 60/92. Максимальный расход воды не должен превышать дебит скважины, он должен быть на 5-10% меньше дебита скважины. Если этого не сделать, работа насоса будет приводить к снижению динамического уровня воды ниже всасывающей части насоса. Это чревато работой насоса без воды –«сухому ходу», что можно еще избежать, поставив автоматику.

Более конкретный выбор насоса уже зависит от финансовых возможностей хозяина дома.

Кривая характеристики насоса

Напор (H) насоса — избыточное давление, создаваемое насосом. Напор измеряется в (м).

Напор, который должен обеспечить насос, есть сумма геодезической разности высот и потерь напора (= высота потерь) в трубопроводах и арматуре.

Следует учитывать, что при запуске, а затем при эксплуатации, насос меняет свой режим работы. Выбор мощности мотора насоса следует проводить из условий, что он в определенный период времени работает при максимальном нагрузке, например, при H geo max. Рассмотрим, как изменяется эта величина в зависимости от режима работы насоса.

Рассмотрим пример: напорный трубопровод проложен по переменной местности и имеет несколько вершин. При запуске, когда напорный трубопровод пустой, насос должен поднять воду с уровня NN (–1 м) на высоту NN1 (10 м), а после заполнения трубопровода NN1 – NN2 он должен поднять воду на высоту NN3 (11 м).

В начальный момент времени для заполнения всех участков трубопровода насос должен преодолевать высоту Hgeo max, равную:

Hgeo max = (NN1 – NN) + (NN3 – NN2)
= + (11 м – 5 м)
= 17 м

Когда трубопровод NN – NN 3 заполнится стоками, геодезическая высота уменьшается:

Hgeo = NNA – NN
= 6 м – (-1 м)
= 7 м

Комментарии к расчету геодезических высот:
Если воздух не удаляется из напорного трубопровода, тогда геодезическая высота определяется как сумма высот всех восходящих трубопроводов (участок 1 + участок 3) , так как при этом тратится дополнительная энергия на сжатие воздуха в нисходящем участке (участок 2) . Поэтому требуется большая энергия для преодоления высотных точек.

При эксплуатации насоса без удаления воздуха из напорного трубопровода : после того как воздух вытесняется из трубопровода, трубопровод наполняется полностью. Поэтому напор, который должен обеспечивать насос, определяется лишь геодезическим перепадом высот Hgeo между выходом/ передаточным резервом NNA и уровнем воды в шахте NN, при котором производится отключение насоса.

Если воздух удаляется из трубопровода, тогда при включении насоса следует учитывать разность между уровнем воды в шахте (точка включения насоса) и самой высокой точкой Hgeo max.

При эксплуатации с удалением воздуха : во время эксплуатации насос работает в том же режиме, что и “без удаления воздуха”.

Для правильного выбора насоса и мотора следует учитывать то, что они могут работать на разных ежимах. Это необходимо сделать, чтобы не допустить выхода насоса или мотора из строя и гарантировать их оптимальную работу.

mirhat.ru

При гидравлическом расчете тепловых сетей, как правило, не учитывают отношение w²/2g, представляющее собой скорост­ной напор потока в трубопроводе, так как он составляет сравнительно небольшую до­лю полного напора и изменяется по длине сети незначительно. Обычно принимают

H₀ = Z + p/y=Z+H, (1.3)

т.е. считают полный напор равным сумме пьезометрического напора и высоты распо­ложения оси трубопровода над плоскостью отсчета. Под пьезометрическим напором понимается давление в трубопроводе, вы­раженное в линейных единицах (обычно в метрах) столба той жидкости, которая пе­редается по трубопроводу.

Из (1.3) следует, что Н = Н₀ — Z. Пьезо­метрический напор равен разности между полным напором и геометрической высо­той оси трубопровода над плоскостью от­счета. Падение давления и потеря напора в сети, или располагаемый перепад (раз­ность напоров), в сети связаны следующи­ми зависимостями:

(1.5)

Где δН — потеря напора или располагаемый напор, м; δр — падение давления, или рас­полагаемый перепад давления, Па; h, R — удельная потеря напора (безразмерная ве­личина) и удельное падение давления, Па/м.

12. Напишите формулу Дарси для расчета удельного линейного падения давления в трубопроводе. Назовите значения и размер­ности членов этого уравнения.

Исходной зависимостью для определе­ния удельного линейного падения в трубо­проводе является уравнение Дарси

(1.8)

где λ— коэффициент гидравлического тре­ния (безразмерная величина); w — скорость

среды, м/с; р — плотность среды, кг/м ; d—внутренний диаметр трубопровода, м; G — массовый расход, кг/с.

 

13. Что такое эквивалентная относительная ше­роховатость стенки трубопровода?

Под эквивалентной относительной шероховатостью реального трубопровода по-нимается искусственная относительная равномерная шероховатость цилиндрической стенки, коэффициент гидравлического трения которой в области Re > Re такой же, как и в данном реальном трубопроводе

14. Как определяется местное падение давления в трубопроводе? Почему эквивалентная дли­на местного сопротивления зависит от диа­метра трубопровода? Из каких уравнений это следует?

При нали­чии на участке трубопровода ряда местных сопротивлений суммарное падение давле­ния во всех местных сопротивлениях, Па, определяется по формуле

(1.18)

где — сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке; ξ — безразмерная величина, зависящая от характера сопротивления.

Если представить прямолинейный тру­бопровод диаметром d, линейное падение давления на котором равно падению давле­ния в местных сопротивлениях, то длина та­кого участка трубопровода, называемая эк­вивалентной длиной местных сопротивле­ний, может быть найдена из равенства

(1.19)

откуда эквивалентная длина местных со­противлений, м,

= (1.20а)

При подстановке в(1.20) коэффициента гидравлического трения по Шифринсону формула для эквивалентной длины мест­ных сопротивлений приводится к виду

= (1.20б)

Как видно из (1.206), эквивалентная дли­на местных сопротивлений пропорциональ­на сумме коэффициентов местных сопро­тивлений в первой степени и диаметру тру­бопровода в степени 1,25.

 

15. Изложите основные требования к режиму давлений водяных тепловых сетей из усло­вия надежности работы системы теплоснаб­жения.

Основные требования к режиму давле­ний водяных тепловых сетей из условия на­дежности работы системы теплоснабжения сводятся к следующему:

1) непревышение допустимых давлений в оборудовании источника, тепловой сети и абонентских установок. Допустимое из­быточное (сверх атмосферного) давление в стальных трубопроводах и арматуре теп­ловых сетей зависит от применяемого сор­тамента труб и в большинстве случаев со­ставляет 1,6—2,5 МПа;

2) обеспечение избыточного (сверх ат­мосферного) давления во всех элементах системы теплоснабжения для предупреж­дения кавитации насосов (сетевых, подпи-точных, смесительных) и защиты системы теплоснабжения от подсоса воздуха. Невы­полнение этого требования приводит к кор­розии оборудования и нарушению цирку­ляции воды. В качестве минимального зна­чения избыточного давления принимают 0,05 МПа (5 м вод. ст.)

3) обеспечение невскипания сетевой во­ды при гидродинамическом режиме систе­мы теплоснабжения, т.е. при циркуляции воды в системе.

16. Какое преимущество имеет установление общей статической зоны для всей системы теплоснабжения? Всегда ли возможно такое решение? Чем ограничивается такая возмож­ность?

17. На основе каких условий на пьезометриче­ский график наносятся уровни допустимых максимальных и минимальных пьезометри­ческих напоров для подающей и обратной линий системы теплоснабжения?

На пьезометрических графиках наносят­ся линии напоров для основной расчетной магистрали и характерных ответвлений как для гидродинамического режима, так и для статического состояния системы тепло­снабжения. Если гидродинамический ре­жим системы теплоснабжения сильно изме­няется в течение отопительного сезона или года, то на пьезометрический график нано­сятся линии напоров для наиболее харак­терных режимов системы. Например, при открытой системе теплоснабжения на пье­зометрических графиках обычно приводят­ся линии напоров для трех характерных ре­жимов работы системы, а именно: при от­сутствии водозабора, при максимальном отборе воды из подающей линии тепловой сети, при максимальном отборе из обратной линии тепловой сети. Поскольку допустимые напоры являют­ся пьезометрическими, т.е. отсчитываются от оси трубопроводов, линии допустимых напоров для тепловой сети следуют за рель­ефом местности, так как при построении графика напоров обычно условно принима­ют, что оси трубопроводов тепловых сетей совпадают с поверхностью земли. При по­строении линии допустимых напоров для оборудования, имеющего существенные вертикальные габариты, максимальный пьезометрический напор отсчитывают от нижней точки, а минимальный — от верхней точки этого оборудования. В част­ности, для пиковых водогрейных котлов максимально допустимый пьезометриче­ский напор отсчитывают от нижней точки котла, которую условно принимают совпа­дающей с поверхностью земли, а мини­мально допустимый напор — от верхнего коллектора котла, отметка которого по от­ношению к нижней точке котла обычно вы­ше на 10—15 м. В связи с возможным ло­кальным нагревом воды в отдельных труб­ках котла выше расчетной температуры в выходном коллекторе минимально допус­тимый пьезометрический напор определя­ют по температуре кипения воды, превы­шающей на 30 °С расчетную в выходном коллекторе котла.

Максимально допустимый гидравличе­ский пьезометрический напор обычно оп­ределяют: для подающей линии системы — из условия механической прочности обору­дования тепловой сети (трубы, арматура) и источника теплоты (пароводяные подог­реватели, водогрейные котлы); для обрат­ной линии при зависимой схеме присоеди­нения абонентов — из условия механиче­ской прочности теплоиспользующего обо­рудования абонентских установок (ото­пительные и вентиляционные приборы); при независимой схеме соединения абонен­тов — из условия механической прочности водо-водяных подогревателей.

Минимально допустимый гидродинами­ческий пьезометрический напор обычно оп­ределяют: для подающей линии — из усло­вия защиты от вскипания воды; для обрат­ной линии — из условия предупреждения вакуума (давления меньше 0,1 МПа) в сис­теме, а также предупреждения кавитации на всасывающей стороне насосов.

 

18. Из каких условий выбираются схемы при­соединения установок к водяным тепловым сетям?

Основные требования к режиму давле­ний водяных тепловых сетей из условия на­дежности работы системы теплоснабжения сводятся к следующему:

1) непревышение допустимых давлений в оборудовании источника, тепловой сети и абонентских установок. Допустимое из­быточное (сверх атмосферного) давление в стальных трубопроводах и арматуре теп­ловых сетей зависит от применяемого сор­тамента труб и в большинстве случаев со­ставляет 1,6—2,5 МПа;

2) обеспечение избыточного (сверх ат­мосферного) давления во всех элементах системы теплоснабжения для предупреж­дения кавитации насосов (сетевых, подпи-точных, смесительных) и защиты системы теплоснабжения от подсоса воздуха. Невы­полнение этого требования приводит к кор­розии оборудования и нарушению цирку­ляции воды. В качестве минимального зна­чения избыточного давления принимают 0,05 МПа (5 м вод. ст.)

3) обеспечение невскипания сетевой во­ды при гидродинамическом режиме систе­мы теплоснабжения, т.е. при циркуляции воды в системе.

 

19. Приведите исходные данные для гидравли­ческого расчета разветвленной водяной теп­ловой сети. Какова последовательность от­дельных расчетных операций?

20. Приведите исходные данные для гидравли­ческого расчета разветвленной паровой се­ти. В чем состоит методика расчета?

21. По какому расходу воды выбираются диа­метры тепловой сети в открытых системах теплоснабжения?

В открытых системах теплоснабжения расчетные расходы воды получаются в ряде случаев различными для подающего и об­ратного трубопроводов (абонентские вводы с несвязанным регулированием при наличии регуляторов расхода перед отопительной системой). Однако подающие и обратные трубопроводы сети обычно прокладывают­ся одного диаметра, хотя имеют место случаи, когда целесообразно укладывать трубы разного диаметра согласно гидра­влическим расчетам. Расчетный расход во­ды в этом случае должен выбираться из ус­ловия, чтобы суммарная потеря напора при расходе воды в подающем (G₀ + G_B + G_r) и обратном (G₀ + G_B) трубопроводах была равна суммарной потере при одинаковом расходе воды G в подающем и обратном трубопроводах.

Этот расчетный расход воды, по которо­му и следует выбирать диаметры тепловой сети при использовании открытой системы, определяют по формуле

(1.28а)

где G_0B — суммарный расчетный расход сетевой воды на отопление и вентиляцию:

G_О.B = G₀ + G_B; G_r — расчетный расход сетевой воды из подающего трубопровода на горячее водоснабжение. По СНиП «Те­пловые сети» [1]

G = G_OB + 0,6G_r. (1.28б)

 

22. Как определяется рабочий напор сетевых на­сосов водяной тепловой сети? Из каких сла­гаемых он состоит?

Рабочий напор сетевых на­сосов замкнутой водяной сети вычисляется по формуле

Н = δН_т + δН_П + δН₀ + ΔН_к, (1.29)

где δН_т — потеря напора в подогреватель­ной установке (бойлерной) станции, пико­вой котельной и станционных коммуника­циях (обычно 20—25 м); δН_п, δН₀ — потери напора в подающей и обратной линиях теп­ловой сети (определяются гидравлическим расчетом сети); ΔН_к — требующийся распо­лагаемый напор в конечной точке сети на абонентском вводе (МТП) или групповой подстанции (ГТП) с учетом потери напора в авторегуляторах.Значение ΔН_к зависит от местной тепло-потребляющей установки и схемы ее при­соединения к тепловой сети. При размеще­нии узлов присоединения на абонентских вводах (МТП) можно принимать следую­щие значения ΔН_к: при зависимом присоединении отопи­тельных и вентиляционных установок без применения элеваторов, а также при неза­висимом присоединении с помощью по­верхностных подогревателей 6—10 м; при присоединении отопительных уста­новок с помощью элеватора 15—20 м; при последовательном включении водо-водяных подогревателей горячего водо­снабжения и элеваторного узла 20—25 м. При групповом присоединении абонент­ских установок к тепловой сети через ГТП значения δН_п и δН₀ в (1.29) представляют собой потери напора в подающей и обратной линиях тепловой сети между источником те­плоты (ТЭЦ, котельной) и ГТП.

 

23. Как определяется рабочий напор подпиточных насосов в открытых системах тепло­снабжения?

В открытой системе теплоснабжения на­пор подпиточных насосов, устанавливае­мых на станции для восполнения водозабо­ра и утечек воды из тепловой сети, опреде­ляют исходя из летнего режима работы сис­темы по формуле

Н=Н_СТ + δН _Л — Z (1.30)

где Н_ст — статический напор в тепловой се­ти (обычно 60 м); δН_л — суммарная потеря напора в подпиточной линии и в тепловой сети при летнем режиме работы системы; Z— геодезическая отметка уровня воды в баке, из которого ведется подпитка системы.

 

24. По какому расходу сетевой воды устанавли­вается проектная подача сетевых насосов? Какое допускается минимальное количество сетевых насосов на станции?

Проектная подача рабочих сетевых на­сосов, устанавливаемых на станции, долж­на соответствовать максимальному расходу воды в сети. Количество устанавливаемых сетевых насосов должно быть не менее двух, из которых один резервный. При чис­ле параллельно работающих сетевых насо­сов больше пяти установку резервного на­соса можно не предусматривать.

 

25. В чем состоит метод определения давления в конце длинного транзитного паропровода?

megaobuchalka.ru

Содержание

Напор и давление насоса – разница и взаимосвязь ↑

Напор насоса – это параметр, который в обязательном порядке рассчитывается и учитывается при покупке прибора. Под ним понимается энергия, которая передается жидкости от движущегося элемента насоса (крыльчатка, винт) и помогает преодолеть ей сопротивление труб, подняться по ним.

Обратите внимание! Величина измерения напора – метры водяного столба.

Необходимый напор прибора складывается из высот и расстояний, которые необходимо преодолеть жидкости в системе, чтобы ее излив в максимальной точке разбора был достаточным. При этом на каждый метр горизонтально проложенных труб приходится 10 м напора.

Давление жидкости в системе водоснабжения – это сила, с которой она давит на стенки труб при движении. Измеряется в барах. Иногда используются и атмосферы, но здесь имеется небольшая погрешность – 1 бар = 1,0197 атмосфер. Прибор, поднимающий воду на высоту 10 м, создает на выходе давление в 1 бар. Это так называемое давление нагнетания насоса.

Таким образом, если в вашем доме необходимо поднять воду на высоту 30 м, то насос должен создавать давление минимум в 3 бар. Если насосное оборудование подобрано неправильно, в системе возникли неполадки, то показатель может отклониться от нормального. Что же делать тогда?

Изменение давления в автономной системе водоснабжения ↑

Прежде чем выявлять отклонения давления в трубопроводе, необходимо узнать об оптимальных величинах.

Показатели для комфортного водопотребления ↑

Считается, что для комфортного потребления воды в частном доме достаточно 2,5-4 бар. Допустимо повышение давления до 6 бар. В характеристиках к каждому сантехническому изделию указывают минимальную и максимально допустимую величину этого показателя. Слишком высокое давление может привести к быстрому износу и выходу из строя особо чувствительной сантехники.

Если насос создает на выходе давление в 2 бара, то этого вполне достаточно для привычных процедур: принятия душа, умывания, мытья посуды, стирки и т. д. Но вот для джакузи или полива больших участков, понадобится 4 бара.

Учтите и тот момент, что домочадцы и гости могут использовать одновременно несколько точек водоразбора. По этой причине в каждой из них рекомендуется поддерживать значение в 1,5 бара.

Низкое давление в системе водоснабжения ↑

Давление может понизиться по многим причинам. Некоторые из них:

• Активное водопотребление в жаркое время года.
• Малый дебит скважины. В этом случае не происходит своевременного восполнения в ней запасов воды.
• Использование слишком мощного насоса.

Способов решения проблем несколько. Это может быть замена имеющегося насоса (коррекция его мощности), установка повысительного насоса, установка насосной станции с гидроаккумулятором. Первые два способа не решат проблему, если она заключается в малом дебите скважины. В этом случае рекомендуется использовать расширительный мембранный бак.

Мембранный бак для поддержания давления в системе ↑

Мембранный бак (гидроаккумулятор) предназначен для поддержания оптимального давления в напорной системе водоснабжения загородного дома. Добавьте к нему реле давления – вот вам и насосная станция. Обратите внимание, гидроаккумулятор не создает, а именно поддерживает давление, создаваемое насосом.

Что представляет собой мембранный бак? Это емкость, внутреннее пространство которой разделено на две части мембраной. Одна часть заполнена воздухом, а в другую подается вода.

Когда вода заполняет предназначенную для нее половину, то имеет место сжимание воздуха во второй камере. Это продолжается до тех пор, пока на определенном значении не сработает реле давления и не отключит насос. Контролировать состояние системы можно с помощью манометра.

Когда в точке водоразбора открывается кран, воздух начинает давить на мембрану бака, выталкивая из него имеющуюся воду.

Обратите внимание, что в этот момент насос не работает! Он запускается автоматически в тот момент, когда давление в расширительном баке падает до заданного значения.

Использование гидроаккумулятора позволяет накапливать запас воды до тех пор, пока ее уровень в скважине не восстановится до рабочей отметки, когда насос беспрепятственно сможет ее выкачивать. В связи с этим мембранный бак имеет различные объемы. Выбирая изделие, ориентируйтесь на свои потребности в воде, мощность установленного насоса и данные в паспорте скважины.

Как понизить давление в системе водоснабжения ↑

Иногда давление в системе может быть слишком сильным. Такая ситуация возникает в случаях, когда при мощном насосе потребление воды скудное, точек ее забора мало. Решить проблему помогут редукционные клапаны или, как их называют в простонародье, редукторы. Путем снижения давления в трубопроводе они предотвращают возникновение гидроударов и существенно продляют срок эксплуатации установленной сантехники.

Редукторы врезаются в систему соответственно направлению движения воды. Они имеют два патрубка – входной и выходной. К первому вода поступает под большим давлением, а из второго – выталкивается с меньшей силой. Такой эффект достигается за счет выравнивания усилий установленной внутри редуктора надстроечной пружины и мембраны.

Таким образом, приобретая насос или устанавливая целую насосную станцию, необходимо тщательно производить расчеты. Учтите объем потребления воды, количество точек водопотребления, глубину скважины, ее дальность от дома и т.д. Неправильные или несвоевременные подсчеты приведут вас к незапланированным и в большинстве случаев необоснованным тратам.

Не можете справиться самостоятельно? Пригласите специалистов. Они выполнят не только все расчеты, но и помогут подобрать гидротехническое оборудование, установят его должным образом.

aqua-guru.ru

При правильной работе водопровода вода должна поступать по трубопроводу не только в необходимом и достаточном количестве, а и под определенным давлением, которое обеспечивает хороший напор воды. По той причине, что вода поднимается с уровня ниже земли, а расход осуществляется на участке или даже на всех этажах дома. Необходимо обеспечить такое давление воды, чтоб на последнем этаже была достаточная для комфортного пользования струя. При проектировании водопровода для расчета берется такое значение как свободный напор — это минимальная высота точки водоразбора над уровнем земли, на которую нужно поднять воду с учетом преодоления сопротивления труб. Согласно строительным нормам и правилам для уровня первого этажа свободный напор принимается равным 10 метрам, а для каждого последующего этажа это значение увеличивается на 4 метра. Но даже при выполнении этого требования нет гарантии нормальной работы всего водопровода. Для создания необходимого напора есть еще такой параметр как давление. Оно должно быть не меньше 2 атмосфер для бытового оборудования и не меньше 3-4 атмосфер для системы полива, а для гидромассажнего оборудования необходимо обеспечить давление 4 атмосферы. Но это еще не всё, по той причине, что одновременно могут потреблять воду несколько потребителей. А напор воды для каждого из потребителей должен иметь вышеприведенные параметры. По этой причине давление, которое создается в водопроводе, должно поддерживать все необходимые показатели для отдельных потребителей.

Когда вода для автономного водопровода берется из артезианской скважины нет ограничения по суточному расходу, ограничивать количество воды может только производительность глубинного насоса. Но при высокой производительности насоса и при незначительном водоразборе, может возникнуть настолько большое давление, что возникнут подтекания в наиболее тонких местах трубопровода. Чтобы не было таких проблем согласно строительным нормам и правилам существует ограничение, свободный напор в водопроводе не должен превышать 60 метров и соответственно давление — 6 атмосфер.

Возможность обеспечения количества воды с колодца или скважины, которая устроена в песчаной породе меньше по сравнению с артезианской скважиной и поэтому иногда может быть ниже фактического потребления воды. При этом возможно периодическое понижение уровня воды в источнике. В такой ситуации производительность насоса выбирается не только с учетом необходимого потребления воды, а также с учетом возможности источника обеспечения водой. Но расход воды это показатель, который зависит не только от количества людей в доме, он также отличается в разные времена года, соответственно летом расход воды всегда больше. При расчете производительности насоса и давления в водопроводе учитывается возможность источника обеспечения водой, необходимый свободный напор воды и предполагаемый суточный расход воды в самый жаркий летний день.

При устройстве автономного водопровода важно предусмотреть два самых критичных режима работы в его работе:

— поддержание необходимого свободного напора при максимальном расходе воды;

— ограничение напора при отсутствии потребления воды.

Эти режимы влияют на выбор производительности насоса, давление в трубах, материал и диаметр трубопровода, а также  на необходимость предусмотрения дополнительных ёмкостей и возможность увеличения количества потребителей в данном водопроводе. Практика показала, что установка насоса с запасом производительности обойдется намного дешевле по сравнению с полной заменой насоса, когда проявится недостаточная производительность при увеличении количества потребителей.

clim-eco.com.ua

Что нужно знать о давлении насоса

Среди параметров, указываемых в техническом паспорте, скважинной погруженной насосной установки или просто насоса указывается и такой показатель, как давление, при этом в документации к разным моделям и у разных производителей он указывается в нескольких величинах – «бар» и «атмосферах». Для самой простой скважины, оборудуемой для сезонного полива грядок, показатель давления не является столь критичным, здесь больше внимания обычно уделяют такому показателю как «напор», ведь подбор насоса производится в зависимости от глубины скважины, а напор как раз характеризует способность насоса поднимать воду на определенную высоту. Для центробежных насосов в буквальном смысле это величина энергии, придаваемая движителем воде для преодоления силы сопротивления трубопровода. Напор в отличие от давления измеряется в метрах водяного столба, в то время как давление показывает величину, с которой вода давит на стенки трубы. Напор как расчетная величина используется для расчета свойств оборудования по подъему и транспортировки воды к месту сброса. Давление, создаваемое насосом в расчете системы автономного водоснабжения, показывает какое необходимо подобрать оборудование, чтобы обеспечить постоянный напор воды в системе.

Для погружных центробежных насосов напор, указывает на какую высоту от точки забора воды, до максимальной верхней точки может поднять насос и на какое расстояние от этой точки он может ее перекачивать.

Давление, показывает какое усилие, оказывает жидкость на стенки трубы, и измеряется в величинах, довольно близких по значению, но все-таки имеющих небольшое различие – барах и атмосферах. И хотя 1 бар это давление необходимое для подъема воды на 10 метров, разница в 0,0197 атмосферы между 1 баром и 1 атмосферой берется во внимание при расчете давления скважин большой глубины. Так для скважины глубиной 30 метров минимальное давление, создаваемое насосом должно быть 3 бара, или 3,0591 атмосфера. Давление нагнетания насоса важный показатель и для расчета других элементов системы индивидуального водоснабжения, таких как трубы, запорная арматура, органы управления и гидроаккумулятор.

Давление различных типов насосного оборудования

Современные системы насосного оборудования, предназначенные для глубинной установки в скважины, несмотря на новшества и постоянную работу над повышением качества и производительности, все-таки имеют общие для видов особенности, в том числе и выражающиеся в показателе создаваемого давления.

Во многом давление в системе водопровода зависит от типа насоса. Самое слабое давление выдают насосы вибрационного типа. Небольшая производительность и скромные показатели давления здесь являются следствием конструкции оборудования. Эластичная мембрана, при вибрации которой через тонкие края которой происходит засасывание воды в полость насоса, не способна создать высокое давление. К тому же резиновая мембрана, которая постоянно находящаяся в работе постепенно срабатывается, края теряют эластичность, и постепенно уменьшаются в размере, увеличивая пространство между корпусом насоса и кромкой резиновой мембраной.

Центробежные насосы в отличие от вибрационных моделей не имеют резиновых подвижных деталей и поэтому без труда работают, поднимая воду на высоту до 100 метров даже при относительно скромных показателях мощности электродвигателя. Использования такого оборудования дает возможность устанавливать его как на малых глубинах – до 20 метров, так и на средних до 50 метров, и на больших – до 100 метрах.

Таким образом, для вибрационных типов насосов характерно:

• Небольшое давление, образуемое насосом во время работы;
• Возможность использования в скважинах глубиной до 8 метров;
• Слабая производительность.

Для центробежных погруженных насосов:

• Высокая производительность при небольшом по мощности насосе;
• Большое давление, создаваемое при работе;
• Широкий диапазон глубин, на которых можно использовать установки.

Практические моменты, связанные с давлением в работе системы водопровода

Подбирая насосное оборудование для скважины, показатель давления учитывается в основном для расчета возможностей подъема воды на поверхность и транспортировки ее до точки слива. Однако, как показывает практика, давление существенно влияет и на другие элементы системы водопровода частного дома.

Первым, наиболее важным элементом в системе водопровода который должен подбираться по своим показателям для соответствия насосу является обратный клапан. Подбор клапана необходимо проводить в соответствии с максимальным показателем давления насоса. Несоответствие показателей рабочего давления клапана чаще всего приводит к выходу его из строя, и как следствие невозможностью использовать гидроаккумулятор для накопления воды в системе.

Давление насоса также влияет и на выбор труб для трубопроводов. Как и подающий трубопровод от горловины насоса до гидроаккумулятора, так и трубы внутренней разводки дома должны выдерживать максимальное давление, выдаваемое насосом. Включение и выключение насоса, проводимое реле давления также должно соответствовать максимальным показателям рабочего давления насоса.

В практике измерение давления работающей установки осуществляется при помощи манометра. При этом для более объективного и точного определения показателя рекомендуется ориентироваться не только по манометру реле управления, но и установить рабочий манометр непосредственно при выходе трубы со скважины. Показатели этих приборов помогут определить максимальное – пиковое давление насоса во время работы, и установить минимальное давление в системе водопровода, необходимое для включения оборудования для подачи воды в систему.

Высокое давление — всегда ли это хорошо

Для индивидуальных систем водоснабжения, с использованием скважины как источника водоснабжения, при проектировании и установке оборудования часто допускается непростительные ошибки, которые рано или поздно приводят к авариям и выходу из строя отдельных элементов. Самым распространенным случаем здесь выступает использование слишком мощных центробежных погружных насосов. Высокая мощность, большие обороты электродвигателя, высокое давление отлично оказывают себя при большой глубине скважине и большом запасе воды в водоносном слое. А вот при скромном дебите и небольшой глубине, излишнее давление грозит получением «сухого» хода мотора, скачками давления в системе и преждевременном выходе из строя мембраны гидроаккумулятора, особенно если он имеет небольшую емкость.

Высокое давление особенно пагубно сказывается на гидроаккумуляторе и запорной арматуре. При небольшом объеме бака, когда объем воды в ней небольшой и расходуется быстро, в течение 1-2 минут кратковременное включение насоса и быстрое наполнение емкости грозит замедленной реакцией реле управления и как следствие получение гидравлического удара.

  Можно ли отрегулировать давление в системе

Приведение в норму давления воды в системе водопровода до нормативных показателей вполне реализуемо и, по сути, является одним из элементов настройки работы оборудования индивидуального водопровода. Скважинный насос с высоким, или наоборот низким давлением можно отрегулировать и получить необходимое для работы давление.

Для получения необходимого показателя давления в системе водопровода при высоком давлении работающего центробежного насоса применяются:

• Метод частотного регулирования работы насосного оборудования;
• Дросселирование;
• Установка байпаса.

Первый способ сегодня применяется наиболее часто, поскольку не требует установки оборудования в трубопровод, а ограничивается изменением электрической схемы за счет установки регулятора напряжения. Электронное устройство дает возможность уменьшить число оборотов двигателя и как следствие уменьшить подачу воды. Для отдельных моделей центробежных насосов может применяться механический способ уменьшения частоты вращения вала – при помощи редуктора, уменьшаются обороты и КПД электродвигателя. Такое решение чаще всего применяется для насосов промышленного назначения.

Уменьшение давления при помощи дросселя является не чем иным, как установкой элемента, позволяющего уменьшить сечение трубопровода. Установка дросселя в напорную линию водопровода дает возможность существенно снизить давление в системе, при этом КПД насосного оборудования довольно ощутимо снижается. Обычно дроссель устанавливается до места включения гидроаккумулятора, тем самым, делая всю систему системой низкого давления. 

Байпас или обходная линия позволяет снизить давление путем увеличения сечения трубопровода на отдельном его участке. Обходная линия включается в отдельный участок, увеличивая, таким образом, внутреннее сечение и тем самым снижая давление в водопроводе после байпаса.  

Контроль показателя давления воды в водопроводе во многом дает возможность оценивать общее состояние системы, в то же время этот показатель относительно насосного оборудования дает возможность контролировать состояние скважины и своевременно принимать решения по ее техническому обслуживанию и ремонту насосного оборудования. 

nasoskm.ru