Организация водоснабжения на даче при помощи насосов GRUNDFOS (часть 2). Водоснабжение из скважины.
07.07.2023В первой части нашей статьи мы уже рассмотрели общие проблемы организации водоснабжения частного дома и дачи, а также подробно вопросы снабжения водой из открытых водоемов и колодцев, их плюсы и минусы.
Во второй части мы решили подробней рассмотреть организацию водоснабжения из скважины, достоинства и недостатки, а также применение скважинных насосов GRUNDFOS для этого.
В целом, надо признать, что использование скважины бывает просто необходимо, другого выбора нет. Обычно это ситуация, когда водоносный слой находится очень глубоко, например на западе Московской области так часто бывает. Согласитесь, копать колодец на глубину 20 и более метров достаточно сложно и затратно. А обслуживать колодец такой глубины еще более затратно и даже опасно, т.к. на глубине мало кислорода и могут выделяться опасные для дыхания газы. И тут единственный выход, это бурить скважину.
Мы не будем вдаваться в детали бурения самой скважины, у нас другая задача, рассмотреть скважину с точки зрения водоснабжения и применения скважинных насосов GRUNDFOS. Начнем с достоинств и недостатков скважин:
+ ПЛЮСЫ
- для глубоких водоносных слоев более дешевый вариант, чем колодец
- большой объем воды в единицу времени
- долговечный источник, теоретически, без истощения запаса
- выбор удобного водоносного слоя из нескольких
- возможность качать чистую воду без химических и био включений
- компактность точки выхода
- скорость бурения (от нескольких часов до суток)
— МИНУСЫ
- достаточно дорогой вариант водоснабжения
- использование более дорогого оборудования (насосов) для подъема воды (чем глубже, тем дороже)
- возможность заиливания скважины и сложность прочистки
- необходимость организации технологического колодца
- комплексное обслуживание только специалистами
- необходимость смягчения и обезжелезивания воды
Скважины неглубокого залегания бывают песчаные, которые берут воду из неглубокого песчаного водоносного слоя. Такие скважины еще часто называют «абиссинскими». Жители маленьких городов и поселков в России такие скважины часто видят на улицах, как общественные колонки. Вода из них поднимается обычным поверхностным насосом, механическим (качалка) или электрическим, если это индивидуальная скважина. По сути это вариант типа колодца, только более дешевый. К сожалению, такие скважины имеют ряд условий и недостатков: наличие неглубокого песчаного водоносного слоя, истощение этого слоя со временем, необходимость фильтрации от песка.
В основном же под скважиной мы подразумеваем более глубокие, артезианские, которые берут воду из водоносного слоя песчанника. При этом, для поднятия воды используется специальный скважинный погружной насос. Компания Grundfos (Дания) давно выпускает скважинные насосы, которые стали почти эталоном качества, надежности и производительности.
Рассмотрим отдельные детали выбора насосов для скважины. Начнем с того, что скважина должна иметь диаметр, достаточный для свободного опускания насоса. Насосы GRUNDFOS имеют внешний диаметр 3 дюйма, т.е. для нормальной эксплуатации скважина должна быть от 76 мм и шире. Далее необходимо определить глубину, с которой будет подаваться вода. Необходимо учесть колебания постоянного уровня воды, чтобы насос был погружен в воду постоянно на достаточной глубине (см. рисунок выше). Обычно у скважинного насоса указываются оптимальные и предельные значения глубины погружения, но при этом от глубины зависит еще и производительность насоса. Если в характеристиках указана максимальная производительность, то надо понимать, что насос не должен работать в максимальном режиме и реальная производительность и глубина будет меньше. Обычно выбираются параметры на 20-30% ниже максимальных.
Для такого выбора компания Grundfos дает кривые характеристик скважинного насоса. Например, для одной из самых популярных моделей Grundfos SQE 3-65 кривые представлены на рисунке слева. Выбираем точку пересечения глубины скважины и максимальной нужной производительности в кубометрах воды в час.
Для надежной и долговечной работы насоса желательно, чтобы эта точка находилась на кривой ниже 90% мощности. Конечно, насос может работать и на 100%, но непродолжительное время, чтобы не уменьшать свой ресурс. Обычно в наименовании модели указываются предельные соотношение цифр характеристик насоса, например, наименование SQE 3-65 говорит, что максимальный объем перекачки 3 м3/час при глубине — 65 м. Т.е. при глубине в 40 м он сможет перекачивать больше (около 4 м3/час), а при увеличении глубины будет падать производительность.
Кроме того, при выборе насоса есть правило разумной достаточности: для поднятия с необходимой глубины определенного объема подходит большая группа моделей и можно купить более мощный и дорогой насос, но это нецелесообразно. Так, например, для поднятия 3м3 воды с 50 м подходит 12 моделей: от SQE 3-55 до SQE 7-40. Но нет смысла переплачивать, т.к. результат будет тот же. Важно выбрать оптимальный вариант.
Компания GRUNDFOS выпускает большой ассортимент моделей скважинных насосов на любой вкус и кошелек. Мы будем использовать только самые популярные и востребованные на рынке серии SQ и SQE, предназначенные для небольших строений, таких как частные дома, водоснабжение которых мы рассматриваем.
Как мы уже говорили, столь широкий ассортимент моделей создает проблему выбора. Общие принципы выбора моделей мы уже описали, но есть и более простые способы, например использование вспомогательной таблицы, как на рисунке ниже.
Если мы не знаете требуемый объем потребления, то просто выбираете количество точек потребления и получаете нужную серию насосов SQ/SQE 1,2,3,5,7. Надо не забывать, что кроме ограничений насоса по производительности, есть еще ограничения самой скважины. Т.е. наполнения столба воды в скважине из водоносного пласта должно быть быстрее, чем ее откачка насосом. Мы выбрали серию насоса по объему воды, теперь выберем вторую цифру в модели — по глубине скважины и расстоянию до дома.
Расчёт макс. требуемого напора по высоте (давления):
1. Давление (H) на водоразборной точке, требующей макс. давления = X
2. Статический напор (A + B + C) = Y
3. Потеря давления в результате трения в трубах и фитингах = Z
H всего = X + Y + Z
Пример расчёта:
1. Давление в водоразборной точке (макс. давление): 3 бар = 30 м
2. Статический напор: 20 м + 5 м + 5 м = 30 м
3. Потеря давления в результате трения в трубах и фитингах: 10 м + 5 м = 15 м
Максимальное требуемое давление: H всего = 30 м + 30 м + 15 м = 75 м
Для понимания расчета:
- 1 бар давления в конечной точке равен примерно 10 м напора.
- Статический напор получаем сложением всех высот от воды до верхней точки потребления.
- Потери давления от трения в трубах (горизонтальных участков) можно принимать для труб 1″ (25 мм) равными 1:5 (1 м напора на 5 м труб).
Теперь поговорим немного о самих моделях скважинных насосов GRUNDFOS.
Внутренние гидравлические элементы насосов SQ и SQE изготовлены из полиамида, армированного стекловолокном (до 30%). Все рабочие колеса имеют собственные керамические или карбид-вольфрамовые подшипники. Насос оборудован обратным клапаном. Конструкция насоса может предусматривать от одного до десяти рабочих колес в зависимости от желаемых значений расхода и давления. Корпус, вал, напорная камера, манжета кабеля и винты изготовлены из нержавеющей стали.
Насосы имеют встроенную защиту от неблагоприятных факторов: плавный пуск, защита от сухого хода, защита от реверса осевого смещения, перенапряжения и падения напряжения, защита от перегрузки и перегрева. Электродвигатель с постоянным магнитом обеспечивает оптимальную эффективность в широком диапазоне мощностей.
Как мы уже писали, серии SQ и SQE отличаются только встроенным частотным преобразователем, обеспечивающим управление частотой вращения двигателя. Соответственно серия SQE более энергоэффективна и позволяет более гибко управлять нагрузкой. Потребляемая мощность насоса: от 700Вт для моделей с низким напором и производительностью, до 1.85 кВт для мощных моделей (SQE 5-70, SQE 3-105, SQE 2-115)
Для управления насосом компания Grundfos предлагает специальный блок управления. В него поступают сигналы от датчиков, а он выдает запускающие и останавливающие команды на насос.
Поставляется в двух вариантах: только блок управления и готовый к монтажу комплект без насоса: блок управления, гидробак, датчик давления, манометр, запорный кран, монтажный комплект.
Логичным следующим шагом является поставка готовых комплектов для монтажа вместе с насосом. Это очень удобно для монтажников, не надо искать и закупать монтажные элементы, датчики и т.д. Все точно подойдет по функциям и типоразмерам. Мы предлагаем для самых популярных моделей комплекты скважинных насосов Grundfos, от SQE 2-55 до SQE 5-70, 3-105, 2-115.
Все, насос выбран, комплект куплен, вам остается только монтаж и запуск системы. Подключайте напорную трубу к насосу, подвешивайте его на страховочном тросике и опускайте в скважину — практически система готова к запуску. Мы не будем останавливаться на деталях монтажа и внутренней разводки водопровода.
Отметим только, что как и любую систему с водой, ее надо защищать от холода зимой, т.е. трубы, идущие от скважины и сам ее оголовок должны быть утеплены, иметь греющий кабель и защиту от других повреждений. Не надо забывать и о системе фильтрации. Обычно вода из скважины имеет повышенное содержание железа и других солей, а также сероводорода.
Скважина может быть оборудована оголовком, и тогда все остальные элементы (расширительный бак, датчики и т.п.) будут уже размещаться в доме. Или скважина выходит в кессон, где все это размещается. это уже дело вкуса, денег и предпочтений хозяев и монтажников.
На этом вторую часть нашего обзора систем водоснабжения можно считать законченной. в третье части мы рассмотрим использование насосных станций для управления водоснабжением в доме.