какое давление нужно чтобы поднять воду на 10 метров
Как выбрать насосную станцию
Содержание
Содержание
Просто накачать воды можно и насосом: кидаете шланг, включаете насос и контролируете процесс — ничего сложного. Но если вы хотите, чтобы все происходило «само собой», и вода просто текла из крана, без насосной станции не обойтись. О том, что такое насосная станция, какие они бывают и чем отличаются — в этом гайде.
Что такое насосная станция
Насосная станция — это комплект из насоса, гидроаккумулятора и регулятора (реле) давления. Гидроаккумулятор представляет собой металлический бак, в который опущена заполненная водой резиновая груша. Воздух, закачанный между грушей и стенками бака, сжимает грушу при расходе воды, некоторое время поддерживая давление в водопроводе. А регулятор давления нужен для выключения насоса при падении давления ниже установленного значения и включения при его достижении. Это минимальный набор, комплектация некоторых насосных станций может быть шире — в нее могут входить манометр для контроля давления воды, датчик сухого хода для защиты насоса, переключатель режимов и т.д.
В принципе, насосную станцию не обязательно покупать готовую — вы можете собрать ее самостоятельно: из насоса, гидроаккумулятора и регулятора давления. Если вы хотите сделать насосную станцию на базе скважинного насоса, такое решение может сэкономить вам приличную сумму. А вот станцию на базе садового насоса (поверхностную) проще купить готовую. Правда, сначала придется потратить некоторое время, чтобы разобраться в их характеристиках и понять, какая именно станция вам нужна.
Типы насосных станций
Сначала определитесь с тем, что вам нужна именно поверхностная насосная станция, то есть предназначенная для подъема чистой воды с небольших глубин (до 8 м). Если вам нужно откачивать не чистую воду, а, например, канализационные стоки, то вам нужна канализационная насосная станция. А для подъема воды с глубины больше 8 м вам потребуется скважинная насосная станция.
Если вы собираетесь с помощью насосной станции организовать водопровод в жилом доме, имейте также в виду, что поверхностные насосы сильно шумят и вибрируют. В деревянном или каркасном доме работу насоса будет очень слышно, да и в каменном станцию лучше располагать где-нибудь в подвале.
Характеристики поверхностных насосных станций
Максимальный напор (максимальное рабочее давление) определяет, на какую высоту насос способен поднять воду относительно точки установки самого насоса. Но высота подъема, например, 40 м, вовсе не означает, что на этой высоте можно будет спокойно пользоваться душем.
Высота подъема в 40 м означает, что на 40 м вода из крана течь перестанет. И даже на высоте 39 м будет течь едва-едва. Для нормального пользования краном нужно, чтобы в нем было давление минимум 2, а лучше 3 бара.
1 бар соответствует 10 метрам напора.
То есть, если от точки установки насоса до самой верхней точки водоразбора у вас 10 метров, то для комфортного пользования максимальный напор насоса должен быть 3 (бара) х 10 + 10 = 40 метров.
Но это еще не все — горизонтально проложенная труба тоже создает сопротивление потоку воды и снижает максимальный напор. Приблизительно считается, что 1 метр горизонтальной трубы снижает напор на 0,1 м. Таким образом, если насос расположен в 50 метрах от дома, а перепад высот составляет 10 метров, то напор уже должен быть 3х10+10+50х0,1 = 45 метров.
А если станцию предполагается использовать для полива, что тогда? Тогда следует обязательно учесть тип и количество дождевателей (разбрызгивателей). К сожалению, производители дождевателей часто указывают поливаемую площадь, но почти никогда — при каком давлении эта площадь достигается. А ведь указанная в характеристиках дождевателя поливаемая площадь будет достигнута только при максимальном рабочем давлении, которая у некоторых видов составляет 7 бар. Что соответствует 70 метрам напора — и это без учета подъема воды!
Если давление в системе у вас невысоко, для полива лучше пользоваться импульсными и осциллирующими дождевателями — они обеспечивают большую площадь полива при давлении от 2 бар. Статическим и роторным разбрызгивателям нужно давление 3, а лучше 4 бара. Для хорошей работы статических дождевателей нужен напор от 40 метров, даже если насос стоит прямо на уровне газона.
Производительность (пропускная способность) — вторая важнейшая характеристика насоса, тесно связанная с максимальным напором. Имейте в виду, что в характеристиках указывается максимальное значение производительности на нулевой высоте подъема. С каждым метром подъема производительность падает вплоть до 0 на максимальной высоте. Зависимость производительности от высоты нелинейная и обычно приводится в паспорте станции.
Какая должна быть производительность? Для домашнего водопровода желательно, чтобы насос обеспечивал минимум 10 л/мин в одной точке разбора. Если одновременно может работать несколько точек, требуемая производительность умножается на соответствующее число.
| Размер семьи | Минимальная производительность | Рекомендуемая производительность |
| 1-2 | 10 л/мин | 20 л/мин |
| 3–5 | 20 л/мин | 30 л/мин |
| 6–8 | 30 л/мин | 40 л/мин |
Подбирая насос для полива, воспользуйтесь следующей таблицей:
Если планируется использовать одновременно несколько дождевателей, необходимая производительность умножается на соответствующее число.
Определившись с параметрами, найдите на графике зависимости производительности от высоты точку, соответствующую требуемому максимальному напору. Производительность в этой точке должна быть не ниже необходимой. Что делать, если станция в целом устраивает, но для высоко расположенных точек разбора недостаточно давления? Можно воспользоваться повысительным насосом — он поднимет давление в части водопровода до нужной величины.
Мощность насоса хоть и влияет на вышеприведенные характеристики, для подбора неудобна. Поэтому пользоваться ей следует разве что для контроля правильности выбора — в ряду примерно схожих по напору и производительности станций следует выбрать ту, у которой мощность выше. И наоборот — следует с осторожностью отнестись к станции, мощность которой намного ниже, чем у сравнимых с ней по другим характеристикам моделей.
Объем бака (гидроаккумулятора) влияет на режим работы насоса. Чем больше объем бака, тем реже придется насосу включаться/выключаться для поддержания нужного давления и тем выше эффективность его работы. Кроме того, частые включения/выключения сокращают продолжительность «жизни» насоса.
Чем бак больше, тем он дороже. Поэтому его объем следует подбирать исходя из производительности насоса и режима использования насосной станции.
Для домашнего водоснабжения объем расширительного бака должен быть равен двукратной планируемой производительности в л/мин. Например, если планируемая производительность — 20 л/мин (1-2 человека, 2 точки разбора), то объем бака должен быть 40–50 л. Можно и меньше — 20-30 литров, но тогда при одновременном разборе с двух точек насос будет включаться/выключаться несколько раз в минуту, что может сократить срок его службы.
При поливе бак часто работает не как накопитель, а как демпфер — дождеватели забирают всю производительность насоса, поэтому при поливе он работает непрерывно. Так что бак скорее используется для смягчения гидроударов при пусках насоса, и объем его может быть намного меньше. Если при поливе вы используете насос «на все сто», то объем бака может быть минимальным — 1-2 литра.
Однако если вы пользуетесь поливочным пистолетом (его расход невелик) или у вас есть системы капельного полива, то объем бака должен быть побольше — не меньше 1/2 от производительности в л/мин.
Датчик сухого хода останавливает насос, если во всасывающем шланге нет воды. Работа «насухую» очень вредна для насоса, пары минут работы в таком режиме достаточно для выхода его из строя. Защита от перегрева может спасти насос при отсутствии датчика сухого хода — а может и не спасти. Поэтому если вы берете воду из какого-нибудь резервуара (бочка, колодец, искусственный пруд небольшого объема), то датчик сухого хода необходим. Но даже если вы берете воду для полива из озера или реки, датчик сухого хода все равно не будет лишним — он спасет насос при повреждении всасывающего шланга.
Трубное соединение определяет диаметр входных и выходных патрубков. Параметр не принципиальный — с любого размера можно переходниками перейти на опять же любой размер. С другой стороны, диаметр труб обычно соответствует производительности насоса. Если диаметр труб сильно меньше диаметра патрубков, это снизит производительность станции.
Максимальная глубина забора воды у поверхностных насосов примерно одинаковая — 7-8 м. Это связано с физическими особенностями поведения воды при низком давлении. Из-за разрежения в корпусе насоса при заборе воды с большей глубины начинаются кавитационные явления, разрушающие механизмы насоса. Однако существуют эжекторные насосы, способные «доставать» воду с с десятков метров.
Впрочем, серьезной конкуренции скважинным насосам они не создают из-за низкого КПД — эжектор использует часть уже поднятой воды для повышения кинетической энергии потока. Так что эжекторный насос имеет производительность на 35–50 % ниже, чем обычный насос той же мощности. Кроме того, выносной эжектор требует два шланга вместо одного. Но иногда эжекторный насос — единственное решение «водного вопроса». Например, при необходимости подъема на большую высоту воды из неглубоких водоемов, куда полностью опустить длинный скважинный насос не представляется возможным.
Если вода, которую вы собираетесь перекачивать, идет с илом или песком, обратите внимание на допустимый диаметр твердых частиц. Мутная вода сигнализирует о том, что в ней находятся мелкие частицы ила или глины. Для такой воды желательно, чтобы допустимый диаметр твердых частиц у насоса был 0,1, а лучше 0,5 мм. Для колодцев и скважин, пробуренных в песчаный водоносный слой, ситуация другая — вода может выглядеть кристально чистой, но содержать песчинки диаметром до миллиметра. Для такой воды этот параметр должен быть 0,5-1 мм или больше.
Степень защиты насосной станции подразумевает ее защищенность от воздействия пыли и влаги. Уровень защиты IP44 подразумевает защиту от брызг и дождя, но не от пыли — оставлять такую модель на улице без защиты не рекомендуется. Если у вас нет возможности обустроить для станции хотя бы простенький навес, выбирайте среди моделей с защитой от IP54.
Варианты выбора
Для обустройства полива небольшого газона одним-двумя дождевателями можно использовать недорогие насосные станции с небольшим гидроаккумулятором.
Для обеспечения водой небольшого одноэтажного дачного дома хватит насосной станции с максимальным напором 25–35 метров и объемом бака 20–50 л.
Если поднимать воду нужно на большую высоту, максимальный напор потребуется побольше — 35–50 м.
Если вам не хватает давления на какой-то ветке водопровода, используйте повысительный насос.
Если вам нужно поднимать воду с большой глубины, а использовать скважинный насос по каким-то причинам невозможно, обратите внимание на эжекторные насосы.
Показатели давления воды на глубине
Глубина оказывает прямое воздействие на давление воды. Между ними прямая зависимость. Данное значение рассчитывается по специальной формуле. На различных участках глубоководья указанная величина заметно отличается.
Рассмотрим в статье особенности расчет и составляющие формулы, а также отличается ли давление на участках с разной глубиной.
Влияние глубины
Чем глубже происходит погружение в водную толщу, тем больше становится ее сила. Глубина прямо влияет на увеличение давление. Это значение возрастает пропорционально.
Чем глубже, тем больше плотность водной толщи. С каждым последующим опусканием тела возникает все большая разница между внешним и внутренним водным давлением.
На поверхности действует атмосферное давление. При опускании в воду помимо него тела начинают испытывать еще и гидростатическое сдавливание.
Даже на мелководье на тело оказывается суммарное влияние, состоящее из атмосферного и гидростатического. При нырянии внешнее воздействие на тело возрастает. Возникает разница из-за увеличения плотности среды.
Зависимость двух физических показателей
С каждым последующим опусканием на 10 м воздействие становится больше на 1 атмосферу. Уже при погружении на 100 метров тела испытывают давление, соизмеримое с тем, что создается в паровом котле.
С погружением общее давление как на человека, так и на любой другой объект, возрастает. На 10 м оно становится больше вдвое.
Прирост давления на глубоководье неодинаков:
В воде помимо атмосферного давления возникает еще гидростатический прессинг. Он также называется избыточным. При нахождении в воде любой объект будет испытывать уже сумму двух давлений: атмосферного и избыточного.
Зависимость двух величин напрямую прослеживается при изучении состояния человека, находящегося в условиях глубоководья. Если поместить человека в глубоководную среду, то он не сможет сделать полноценный вдох.
Возникшая разница между двумя давлениями, одно из которых оказывается на грудную клетку водой, а второе воздухом, что создается в легких, не позволит человеку нормально дышать. При большем погружении грудная клетка разорвется.
Формула для расчета
Данный показатель повышается пропорционально погружению. Он рассчитывается по специальной формуле:
Формула является выражением закона Паскаля. По ней высчитывается значение гидростатического прессинга. Он напрямую зависит от высоты водного столба.
Произведение плотности (p) и ускорения (g) приблизительно равняется 0,1 атм. С каждым метром опускания на дно воздействие в водной среде повышается на 0,1 атм. Данное правило подтверждает тот факт, что чем глубже происходит опускание в толщу, тем выше становится показатель воздействия.
Сколько составляет на различных глубоководных участках?
Если какой-либо объект поместить в воду на один метр, то он будет испытывать на себе силу, равную 0,1 атм.
Предмет, погруженный на 2 м, уже станет испытывать прессинг величиной около 0,2.
С каждым последующим метром показатель будет возрастать на 0,1 атм. При 5 м значение равняется 0,5. При 10 оно будет уже равняться 1. Более точное число равняется 0,97 атмосферы.
На глубоководье водная толща становится сжатой. Ее плотность увеличивается. Уже на 100 м сила будет практически равняться 10. Более точное число составляет 9,7.
На глубинном участке в 1 км водная среда будет сдавливать находящиеся в ней объекты примерно со значением в 97 атм. Поскольку при 100 м величина равна 9,7, то на 1000 м она увеличивается в 10 раз.
Изменение показателя на разных глубоководных участках представлено в таблице.
| Глубина, на которую объект погружается в воду, в метрах | Давление в атмосферах. |
| 1 | 0,10 |
| 2 | 0,19 |
| 3 | 0,29 |
| 4 | 0,39 |
| 5 | 0,49 |
| 10 | 0,97 |
| 15 | 1,46 |
| 25 | 2,43 |
| 50 | 4,85 |
| 100 | 9,70 |
| 200 | 19,40 |
| 250 | 24,25 |
| 500 | 48,50 |
| 1000 | 97 |
При первых 10 метрах прирост невысокий и составляет 0,1 атмосферы. Дальше его показатель увеличивается.
Заключение
Глубина влияет на давление воды. С каждым метром движения объекта вглубь его показатель увеличивается на 0,1 атм. Уже на 10 м сдавливающая сила воды составляет почти 1 атмосферу. Зависимость обеих величин обусловлена плотностью воды, которая возрастает по мере движения тела в ней на дно.
Также на глубоководье происходит увеличение внешнего силового воздействия на объект. Если на поверхности тела испытывают воздействие только атмосферного давления, то в воде помимо него на них еще оказывается и гидростатическое.
При этом прирост воздействия на разных глубинных участках неодинаков. Особенно он высок при первых 10 м погружения. Дальше он начинает довольно быстро снижаться.
Какую насосную станцию выбрать. Определяем напор и мощность
Насосная станция – это оборудование предназначенное для обеспечения работы, создания и поддержания необходимого давления в системе водоснабжения.
На сегодняшний день насосные станции выпускают в огромном количестве и каждая модель независимо от производителя рассчитана на определенные характеристики, такие как напор, производительность и мощность.
Мы собрали в этой статье всю необходимую информацию, чтобы Вы легко определили какую насосную станцию лучше выбрать для Ваших нужд.
Содержание статьи
Конструктивно насосная станция состоит из циркуляционного насоса, гидроаккумулятора, автоматики и арматуры. Такие агрегаты способны поднимать воду с глубины до 8-10 метров.
Для подъема воды с ещё большей глубины ( до 25-30 метров) на насосные станции устанавливают специальное приспособлени – инжектор.
Кроме того насосная станция экономит электроэнергию, потому что насос работает не постоянно, а только тогда, когда давление воды в гидроаккумулятора падает до минимально установленного значения.
Определяем напор и мощность насосной станции
От места установки насосной станции зависят выдаваемые её параметры. Например, чем дальше она от источника воды тем большее сопротивление необходимо преодолеть насосу, чтобы обеспечить необходимые подачу и напор.
Самые распространенные в продаже насосные станции способны поднять воду с глубины от 8 до 10 метров. За это отвечает параметр высота / глубина всасывания.
А вот параметр напор – уже показывает на сколько метров станция способна поднять столб воды. Но слепо верить характеристикам, указанным на коробке к оборудованию не стоит, ведь на упаковке указаны максимальные значения.
К примеру, условная насосная станция с характеристиками напора 50 м и производительности 70 литров в минуту способна поднять столб воды на 50 метров, но тогда расход будет в минимуму (около нуля) или перекачивать по 70 литров воды в минуту, но напор будет близок к нулю. Пример на характеристике.
Поэтому определяясь с вопросом какую насосную станцию выбрать для скважины или колодца, необходимо рассчитать требуемый напор.
Именно от количества потребителей будет зависит величина потерь напора.
В среднем потери напора на 10 метров горизонтального участка трубы составляют
Переходим к рассчету.
Джилекс джамбо 50/28 
