Какой выбрать насос для автономного водопровода

Насос выбирается в зависимости от условий водозабора: от того, где располагается источник воды, какая глубина скважины или колодца, какой тип и прочее. Для колодца обычно устраивается насосная станция, насос для скважины помещается в кессоне, а остальное оборудование располагается в доме или подсобном помещении.

Существует несколько видов насосов — водяные, дренажные и фекальные.

Водяные насосы используются для перекачивания чистой воды без примеси песка, сора, водорослей и прочее. Для частного дома как раз это и требуется — насос обеспечит водой и дом, и огород.

Дренажные насосы применяются для откачивания загрязненной воды с примесью песка, ила, водорослей, древесных щепок и прочее. Их можно использовать и для водоснабжения, но с системой фильтров, поскольку их основное назначение — откачивание загрязненной воды из погребов или подвалов, где она скапливается весной, после наступления тепла. Эти насосы не требуют технического обслуживания и имеют продолжительный срок лужбы. Они малогабаритные, поэтому при необходимости их можно легко переносить на другое место. Обычно дренажные насосы оснащены поплавковым выключателем, который автоматически запускает насос в зависимости от уровня воды.

Фекальные насосы применяются для канализации, перекачивания сточных вод с примесями антисептиков и т.п. По сути, они аналогичны дренажным, но способны прокачивать более крупные частицы и могут справиться даже с сильно загрязненной водой (например, из подвала или дренажной канавы). Мыть их после работы не обязательно, поскольку они могут находиться в резервуаре или яме постоянно, откачивая содержимое по мере надобности.

Бытовые насосные установки для дренажа и канализации обычно применяются если нет возможности использовать самотечную канализацию (например, когда санузел расположен в подвале дома).

Некоторые специалисты считают, что дренажный насос вполне можно использовать вместо водяного, а если использовать фекальный, то он будет выполнять функцию не только свою, но и водяного и дренажного насосов. Другими словами, установив фекальный насос, можно решить все проблемы с водопроводом и канализационной системой, хотя из-за сложности конструкции и мощности такие насосы стоят достаточно дорого. Самые дешевые насосы — водяные, дренажные стоят примерно в 1,5 раза дороже их, но если есть возможность, лучше всего приобрести фекальный насос, несмотря на его дороговизну.

При выборе насоса для автономного водоснабжения дома рекомендуется придерживаться следующих основных правил, основанных на практике:

  • чем глубже будет скважина, тем мощнее и качественнее должен быть насос;
  • чем дороже насосная техника, тем она качественнее;
  • импортные насосы, к сожалению, лучще отечественных;
  • насосы немецкого производства качественнее итальянских;
  • если не хватает средств на приобретение дорогого насоса, лучше подождать и подкопить денег, конечно, если есть возможность ждать.

Все насосы делятся на погружные и поверхностные.

Погружные насосы применяются для скважин и опускаются непосредственно в воду, а поверхностные устанавливаются в подсобном помещении и соединяются с водоемом с помощью обычного шланга.

Для организации автономного водоснабжения чаще всего применяются именно поверхностные насосы. Они, как правило, являются частью целой насосной станции и способны обеспечить водой и дом, и кухню, и баню, и огород. Такие станции обычно оснащены автоматикой, которая обеспечивает включение и выключение насоса по мере необходимости. Также они могут поддерживать постоянное давление в 1,5-3 атмосферы и этого вполне достаточно для нормальной работы современной домашней техники — газовой колонки, стиральной машины и т.п.

Поверхностный насос достаточно легко монтируется и демонтируется. Его можно установить просто под навесом, в сарае или подвале дома, прочно прикрутив к полу болтами. Насос нужно периодически чистить и смазывать детали эжектора. Однако поверхностные насосы можно использовать только там, где грунтовые воды подходят близко к поверхности земли. Они могут подавать воду на высоту 30-50 м (а некоторые модели и выше), но качать воду с 15-20-метровой глубины не в состоянии.

Естественно, для глубоких скважин и колодцев поверхностные насосы непригодны и в этих случаях применяются насосы погружные. Они бывают колодезными и скважинными. Устройством колодезных насосов предусматривается нижнее заборное отверстие, которое позволяет работать в режиме частичного погружения. У некоторых моделей есть поплавковый выключатель, который автоматически прекращает работу прибора при отсутствии воды.

Скважинные насосы применяются для обслуживания глубоких и узких скважин. Они имеют цилиндрическую форму и небольшой диаметр — от 8 см. Такие насосы можно использовать в любых колодцах и скважинах глубиной до 40-50 м. Они не требуют специального монтажа и обслуживания, занимают мало места, в воде работают практически бесшумно, а также не перегреваются, поскольку охлаждаются естественным способом, перекачивая холодную воду. Для сравнения — поверхностный насос в жаркий летний день может нагреваться так, что каждые 30 секунд будет срабатывать устройство тепловой защиты, автоматически отключающее насос.

Можно самостоятельно оснастить колодезный или скважинный насос элементами автоматики, которые позволят создать автономную систему водоснабжения. Но в продаже есть готовые комплекты скважинного оборудования, уже оснащенные кабелем, прибором управления и соответствующими датчиками для автоматического водоснабжения.

Недостатком погружных насосов является неудобство их обслуживания, поскольку их приходится периодически вынимать из скважины или колодца. Из-за герметичного корпуса они сложно разбираются, хотя делать это придется регулярно для чистки и смазывания движущихся деталей насоса. Кроме того, для погружения насоса на глубину и его подъема используется капроновая веревка или толстая леска. С одной стороны крепятся к насосу, а с другой — к какой-нибудь точке на поверхности земли. Веревка от долгого контакта с водой может подгнить, а леска — перетереться, а иногда при подъеме насоса из глубины они могут просто выскользнуть из рук.

Тогда достать насос уже не удастся никогда — вытащить его за шланг или сетевой шнур невозможно, поскольку они на это не рассчитаны. Попытка сделать это может привести к тому, что насос просто заклинит в скважине. Чтобы избежать подобной неприятности, необходимо погружать насос, соблюдая все возможные меры предосторожности.

При выборе погружного насоса обязательно следует обратить внимание на его диаметр. Например, насос диаметром 80 мм не пройдет в скважинную трубу диаметром 85 мм. Рекомендуется подбирать насос, диаметр которого на 10-15 мм меньше диаметра трубы.

При выборе насоса важно также обращать внимание на количество воды, которое он может перекачать за единицу времени. Производительность насоса показывает, сколько понадобится времени, чтобы наполнить емкость определенного размера. Например, производительность отечественного погружного насоса "Малыш" 1,5 м3/ч, а значит, он сможет наполнить 200-литровую бочку за 8 минут. Этот результат неплох, но бывает и лучше. Кроме того, производительность насоса определяет высоту, на которую можно будет поднимать воду. У насоса "Малыш" при подъеме воды из скважины глубиной 18 м производительность снижается до 0,85 м3/ч, в итоге та же 200-литровая бочка будет заполняться при этом уже за 15 минут.

Для временного применения можно использовать вибрационный насос (рис. 1).

вибрационный насос
Рис. 1. Вибрационный насос.

Вакуумные самовсасывающие насосы предназначены в основном для колодцев и устройства насосных станций (рис. 2).

вакуумный самовсасывающий насос
Рис. 2. Вакуумный самовсасывающий насос.

Наилучшая репутация у погружных роторных, или скважинных центробежных насосов. Они предназначены для водоснабжения из скважин и обеспечивают бесперебойную автоматическую подачу воды (рис. 3).

погружные роторные или скважинные центробежные насосы

Рис. 3. Погружные роторные, или скважинные центробежные насосы.

Основные параметры всех насосов — это напор и расход насоса. Напор — это сила давления, которая создается лопастями, приложенная к проталкиванию воды. В характеристиках насосов этот параметр указывается в метрах. Расход насоса — это количество жидкости, проходящей в единицу времени. В характеристиках этот параметр указывается в м3/ч.

Таким образом, при выборе насоса нужно знать о том, каковы:

  • глубина скважины;
  • минимальный столб воды в скважине;
  • самая высокая точка водопотребления;
  • оптимальный расход водопотребления (рис. 4).


исходные данные при выборе насоса для скважины
Рис. 4. Исходные данные при выборе насоса для скважины.

Глубину и уровень воды можно измерить с помощью обычной веревки, привязав к ней тяжелый груз и опустив в скважину: по характерному изменению натяжения веревки можно будет определить, когда начинается вода и когда груз достигнет дна скважины. Затем нужно измерить длину веревки и отметок воды на ней.

Далее необходимо рассчитать нужный напор для выбора насоса, воспользовавшись схемой, которая позволяет увидеть необходимый напор (рис. 5).


схема с указанием напора и других параметров системы водоснабжения
Рис. 5. Схема с указанием напора и других параметров системы водоснабжения.

На схеме заданы вертикальные размеры с отсечением всех поворотов трубопровода и его горизонтальной части.

Как правило, горизонтальный трубопровод занимает небольшой промежуток — не более 30 м. Этот показатель для гидравлического сопротивления очень мал и не стоит того, чтобы его вносить в расчет, поскольку разница не будет превышать 10%.

Кроме того, горизонтальный трубопровод добавляет только динамическое гидравлическое сопротивление. Для расчетов нужно учитывать лишь напор, создаваемый высотой трубопровода.

Чтобы посчитать потерю напора при гидравлическом сопротивлении по длине трубопровода, необходимо учесть, что давление и напор — это синонимы: давление в 1 бар равно 10 мм напора, т.е. 1 Па = 1 Н/м2 = 1 атм. = 10 м столба воды, 1 атм. = 0,981 бар, 1 бар = 0,1 МПа или 100000 Па, 1 атм. = 735,5 мм ртутного столба.

Для расчета необходимо выбрать давление в кране на последнем этаже дома (обычно это второй этаж). Этот показатель равен 10-25 м напора (при центральном водоснабжении этот передел составляет 20-40 м). Экономный вариант — 10 м. Он вполне подходит для автономного водоснабжения частного дома, поскольку чем меньше напор, тем больше экономия электроэнергии, потребляемой насосом.

Для примера можно принять именно 10 м минимального напора в кране второго этажа. Тогда минимальный напор в кране первого этажа будет равен разнице по высоте: если высота этажа составляет 3 м, минимальный напор будет равен 13 м.

Если автоматический блок реле давления будет находиться на ниже чем на 6 м от крана второго этажа, то минимальный напор в реле давления будет составлять 16 м. Такйм образом, порог включения насоса будет равен 16 м, или 1,6 бар. Далее для получения максимального давления реле нужно прибавить к 16 м еще 15 м — порог отключения реле должен составлять 31 м. Для экономии можно прибавить не 15, а 10 м, и тогда получится порог отключения 26 м. Для дальнейших расчетов лучше остановиться на 31 м.

Затем находится установленный напор. Для этого необходимо знать минимальный столб воды, глубину скважины и высоту от земли до автоматического блока реле давления. Минимальный столб воды можно вычислить только практическим путем, поэтому следует взять в расчет минимальную высоту насоса над дном. Минимальный столб воды находится там, где находится верхняя точка насоса. Допустим, минимальный столб воды равен 10 м, глубина скважины составляет 30 м, высота от земли до автоматического блока реле давления равна 2 м, а максимальный напор реле давления — 31 м.

На основании этих показателей производится расчет: установленный напор = глубина скважины - минимальный столб воды + высота (от земли до автоматики реле) + максимальный напор реле давления: 30 - 10 + 2 + 31 = 53 (м).

После этого нужно рассчитать запас мощности. Это необходимо сделать для того, чтобы суметь восполнить потери при падении напряжения в сети: когда напряжение в сети будет падать, будет падать и напор самого насоса. Кроме того, эти сведения требуются для определения оптимального порога максимального давления. Например, при использовании насоса с установленным напором может случиться, что насос будет не в состоянии достичь порога максимального давления на реле. Тогда вся система зависнет в подвешенном положении и в результате насос может просто сгореть. Чтобы исключить подобную ситуацию, при слабом напряжении или частом его падении нужно поставить на насос стабилизаторы напряжения.

Расчет максимального напора насоса производится следующим образом: установленный напор х 1,2 = 53 х 1,2 = 63,6 (м). Здесь максимальный напор насоса составляет 120% от установленного напора. В итоге окончательный напор насоса будет равен 63,6 м.

Не стоит забывать, что чем больше будет напор и расход насоса, тем больше он будет потреблять электроэнергии, а чем больше будут расход и скорость воды в трубе, тем большей окажется потеря напора в трубопроводе.

Известно, что лишние потери в трубопроводе могут отбирать лишнюю энергию насоса на перекачку воды. Таким образом, при условии что насос будет потреблять 1-1,5 кВт, система окажется неэкономичной. Оптимальным вариантом является насос с напором 60-80 м и расходом до 4 м3/ч (рис. 6).

график скважинного насоса с напором 70 метров
Рис. 6. График скважинного насоса с напором 70 м и расходом до 4 м3/ч.

Если в доме планируется сделать более трех ванных комнат с душевыми, при расчетах необходимо учитывать больший расход и в этом случае показатель 3-4 м3/ч окажется недостаточным. Если же в доме планируется оборудовать бассейн, лучше взять насос с расходом до 10 м3/ч. При этом важно также учитывать ресурс скважины, ведь при активном использовании вода в скважине может заканчиваться. Если ресурс скважины небольшой, совершенно ни к чему использовать насос с большим расходом — это неэкономично с точки зрения гидравлики. Чтобы обеспечить более экономную работу насоса с большим расходом, нужно увеличить диаметр трубы. Тогда в трубах не будет потерь по напору, которые отбирают дополнительную электроэнергию.

Так, для насоса с расходом до 10 м3/ч потребуются трубы диаметром более 32 мм. Для таких труб также подойдет и насос с расходом до 4 м3/ч.