Кратко о скважинных насосах GRUNDFOS (SQ,SQE) и их выборе.
21.06.2024Раньше или позже перед каждым владельцем частного дома, коттеджа или дачи без центрального водоснабжения встает вопрос о индивидуальном источнике воды. хорошо, если вода находится близко к поверхности и можно выкопать колодец. Но часто его дебета просто не хватает для нормального водоснабжения дома. Тогда встает вопрос бурения скважины той или другой глубины и использования специализированного скважинного насоса для подъема воды.
Мы не будем в этом кратком обзоре вдаваться в подробности бурения скважин и их обустройства — будем считать, что у нас есть пробуренная скважина с обсадной трубой.
Обычно скважина располагается недалеко от дома (в пределах 10-50 м) и обустроена кессоном или оголовком. Через некоторое в скважине формируется устойчивый уровень воды (т.н. «зеркало воды») и становится понятен ее примерный ресурс. Хотя эти показатели могут меняться от сезона к сезону и со временем.
После бурения скважины встает вопрос, какой именно насос использовать для обеспечения дома и участка водой. В данном обзоре мы не будем рассматривать промышленные скважинные насосы GRUNDFOS типа SP и SPE с диаметром от 4 до 12 дюймов и производительностью до 290 кубометров в час. Это тема отдельного обзора и такие насосы питают целые населенные пункты. Нас же интересует частный потребитель и индивидуальное водоснабжение. Для этой цели используются мощные и надежные 3-дюймовые скважинные насосы GRUNDFOS серий SQ и SQE, которые очень популярны в России из-за своей надежности, простоты в работе и обслуживании. Это облегчённые 3х-дюймовые погружные насосы для подачи грунтовых вод в жилые дома, с корпусом из нержавеющей стали. Насосы оснащены несколькими встроенными устройствами защиты и плавным пуском для снижения нагрузки на насос и уменьшения потребления электроэнергии.
Любая из моделей Grundfos SQ и SQE — это компактный скважинный многоступенчатый центробежный насос, который можно устанавливать в скважинах диаметром от 76 мм (сам насос диаметром 3 дюйма (74 мм)). Благодаря встроенной электронике он прост в монтаже, эксплуатации и гарантирует надёжное водоснабжение. Погружные насосы оснащены электродвигателями с постоянными магнитами и могут обеспечить напор до 200 м.
Одинарный высокоскоростной погружной насос для грунтовых вод SQ (Е) может работать как непрерывно, так и с перерывами в различных областях применения: бытовое водоснабжение, небольшие водопроводные системы на несколько частных домов, наполнение больших емкостей, а также для орошения и понижения уровня грунтовых вод.
Серии SQ и SQE практически одинаковы по своей конструкции и отличаются только типом двигателя, который у серии SQ работает просто на включение и выключение, а у серии SQE имеет возможность частотного управления оборотами в диапазоне от 65 до 100% от номинала. Поэтому насосы SQE более энергоэффективные с точки зрения потребления. Кроме того, благодаря встроенному преобразователю частоты насос SQE обеспечивает постоянное давление воды независимо от количества открытых кранов. Это повышает уровень комфорта при использовании скважины.
Рассмотрим кратко устройство и принцип действия насосов SQ(E):
Принцип работы насосов SQ и SQE основан на повышении давления жидкости, движущейся от всасывающего фильтра к выходному патрубку. Повышение давления происходит путем передачи электромагнитной энергии от обмоток статора электродвигателя на ротор, объединенный с рабочими колесами через вал.
В насосах SQ, SQE вода течет от входного патрубка насоса к центру рабочего колеса и дальше вдоль его лопаток. Вода поочередно проходит через все рабочие колеса. Напор насоса определяется непосредственно суммой напоров колес, которые располагаются последовательно и проводят одну и ту же подачу. Т.е. насосы с разной высотой подъема жидкости (от 30 до 237 м), что в профессиональных терминах называется «напором», просто имеют большее или меньшее количество модулей с рабочими колесами.
Под действием центробежных сил скорость жидкости увеличивается, соответственно растет кинетическая энергия, которая преобразуется в давление на выходном патрубке . Насос сконструирован таким образом, что вода поэтапно передавалась с колеса на колесо в направлении выходного патрубка насоса.
Гидравлические элементы насосов SQ и SQE изготовлены из полиамида, армированного
стекловолокном (30%). Каждое рабочее колесо имеет собственный керамический или карбид-вольфрамовый подшипник. 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.
Рассмотрим свойства и преимущества насосов GRUNDFOS SQ(E):
Плавный пуск
Плавный пуск электродвигателя SQ/SQE на постоянных магнитах снижает износ и предотвращает перегрузку при пуске.
При повышенной нагрузке насоса частота вращения снижается, а при крайней перегрузке двигатель выключается полностью.
Регулирование частоты вращения
Частота вращения электродвигателей насосов SQE может изменяться от 65% до 100% от номинальной. Таким образом
можно поддерживать заданное давление в водопроводной сети и снизить энергопотребление насоса. Для частотного управления насосом требуется блок управления CU301.
Простота установки
Монтаж погружного насоса SQ/SQE проводится очень быстро в любую скважину или колодец диаметром более 3 дюймов (76 мм). При любой глубине и характере грунта профессиональному бурильщику потребуется один день на оборудование скважины или колодца. Его можно устанавливать и в горизонтальном положении.
Высокая износостойкость
Скважинный насос должен быть устойчив к износу. Поэтому для изготовления насосов серии SQ/SQE компания Grundfos использует композиционные материалы и высококачественную нержавеющую сталь. Рабочие колеса насосов SQ/SQE устанавливаются в подшипник из комбинированного материала (карбид вольфрама/керамика).
Удобство обслуживания и эксплуатации
Удобный монтаж и техническое обслуживание благодаря разборной модульной конструкции. В качестве питания для насоса SQ/SQE используется переменный ток из обычной электросети. Насос работает абсолютно бесшумно, не требует технического обслуживания и устойчив к холоду.
Защита от сухого хода
Двигатель насоса автоматически выключается при недостатке воды в скважине. Благодаря этому предотвращается повреждение самого насоса и разрушение скважины. Через 5 минут насос снова включается
Защита от перегрузки (встроенная)
Повышенная нагрузка на насос вызывает повышенное потребление тока. В электродвигателе это компенсируется снижением частоты вращения вала. Если частота вращения падает ниже 65% от номинала, электродвигатель автоматически выключается. Таким образом сразу срабатывает защита от любой блокировки рабочего колеса.
Защита от “всплытия”
При работе насоса на минимальных расходах при определенных условиях весь
узел рабочего колеса может “всплыть”, что в худшем случае приведет к разрушению насоса и двигателя. Для предотвращения этого в насосах SQ/SQE предусмотрен специальный верхний упорный подшипник.
Защита от перегрева (встроенная)
Дополнительная защита электродвигателя от перегрева обеспечивается встроенным термодатчиком. В случае перегрева электродвигатель автоматически отключается и автоматически включается вновь после охлаждения.
Защита от скачков напряжения
Электроника двигателя отключает насос SQ/SQE при увеличении напряжения до 280В или понижении менее 150В во избежание поломки насоса. Как только устанавливается нормальное напряжение, насос автоматически включается
Выбор насоса
Несколько слов о проблеме выбора конкретной модели насоса по Вашим условиям. Здесь важны 3 фактора:
- Нужно ли вам частотное управление насосом? От этого зависит выбор SQ или SQE.
- Какой максимальный объем воды вам необходим в единицу времени (за час)?
- Какая максимальная глубина скважины до зеркала воды в самый сухой период года?
По первому вопросу все понятно, это Ваш выбор. Хотим только напомнить, что для управления частотой вращения нужен внешний блок управления CU301. Об этой конфигурации системы поговорим чуть ниже.
Объем воды
Второй параметр определяет общий перекачиваемый объем воды в кубометрах в час. Здесь нужно прикинуть, сколько максимально воды необходимо? Обычно для проживания 2 человек достаточно 1-2 кубометров воды, 3-4 человек — 2-3 кубометров воды, а для больших семей и дополнительно полива до 5-7 кубометров. Максимально отдельные модели насосов могут перекачивать до 9 м3/ч, но с небольшой глубины.
Глубина скважины
Глубина до зеркала воды определяет, какой напор должен иметь насос. Т.е. если до зеркала 50 м в самый сухой сезон, то мы должны опустить насос как минимум на эту глубину до верхней точки насоса, чтобы он был полностью погружен в воду. Надо не забывать, что при откачке воды этот уровень понижается, т.е. увеличивается глубина. это вызвано тем, что приток воды из горизонта не всегда может сразу покрыть расход воды насосом. Компания выпускает скважинные насосы с напором через определенный шаг для разных моделей по объему перекачки. Это связано с количеством перекачивающих колес в модели и мощностью двигателя. Обычно этот шаг составляет около 15 м в диапазоне от 35 до 155 м напора. Причем в определении нужного напора важна не только вертикальная, но и горизонтальная составляющая. Об этом чуть ниже.
Так вот по этим кривым чем больше объем перекачки для конкретного насоса, тем меньше высота подъема в определенных границах. Возьмем для примера один из самых популярных насосов SQE 3-65. По цифрам в модели получается, что он может прокачать до 3 м3/ч с глубины до 65 м. Так ли это?
Посмотрим на график на картинке слева. Как видно на графике, насос может поднять 1 м3/ч с глубины 90 м при 100% нагрузке. Или поднять 4,4 м3/ч с глубины 35 м. 3м3/час он поднимет с 65 м при нагрузке в 95%, что реально высокий показатель для непрерывной работы.
Таким образом, цифры в модели насоса показывают предельные параметры при непрерывной его работе. На них можно ориентироваться, как на максимально возможные условия эксплуатации насоса. В реальности важно учитывать еще много факторов. Например, как далеко скважина расположена до дома, какой диаметр труб, сколько поворотов и разветвлений, а также других точек сопротивления для воды.
Рассмотрим на простом примере:
Скважина глубиной 50м, до зеркала воды 40м. От дома до скважины 30 м и верхняя точка подачи воды на 3 этаже в 10 м над уровнем земли. Требуется максимально 3 кубометра воды в час.
Получается следующий расчет. Погружаем насос на 45 м, добавляем еще 3 м подъема за горизонтальный участок (10 м горизонтальный ~ 1 вертикальный), добавляем 10 м до верхней точки в доме. Получается 45+3+10=53 м напора. К этому надо добавить разные потери на трубах и разветвлениях, скажем еще 2 м напора. Получили 55 м.
Для этих параметров подходят модели SQ(E) 3-55, 3-65, 3-80 и т.д., также 2-100 и выше.
При этом указанные модели будут работать на разных мощностях от номинала:
- SQ(E) 3-55 — 100%
- SQ(E) 3-65 — 90%
- SQ(E) 3-80 — 85%
- SQ(E) 2-100 — 97%
Желательно, чтобы насос работал не на полной мощности, а хотя бы 90%. Но это в идеале, а в реальности прокачка будет ниже 3 м3/ч и загрузка тоже ниже. При этом надо учитывать и фактор стоимости. Например насос 3-65 на 25% дороже 3-55, а 3-80 и 2-100 примерно на 50% дороже. Выбор за покупателем. Отметим только, что всегда желательно брать модель с некоторым запасом по параметрам.
В завершении несколько слов об использовании частотного управления с насосами SQE. Для правильного частотного управления необходимо наличие датчика давления и блока управления насосом CU301. Блок управления можно купить отдельно или в полном комплекте с датчиками, манометром, хомутами и аквабаком 8 л (комплект монтажный CU301)/ В течение дня потребность в воде значительно изменяется. Использование традиционной системы водоснабжения обычно приводит к колебаниям напора воды в зависимости от открытых кранов. В результате чего водоснабжение верхних этажей будет недостаточным, а на нижних — струя воды из крана станет течь неравномерно. Чтобы обеспечить несколько точек водоразбора с постоянным давлением воды, желательно использовать частотное управление и аквабак. Для этого необходим пакет для поддержания постоянного давления в виде монтажного комплекта.
Комплект с блоком управления CU301 обеспечивает постоянное давление в системе.
Схема подключения:
1 — насос
2 — подводный кабель
3 — напорная труба
4 — манометр
5 — реле давления Presscontrol РС 15
6 — мембранный напорный бак (SQ 18 л / SQE 8 л)
7 — потребитель воды
8 — сеть электропитания.
У нас можно приобрести или заказать как отдельные насосы серии SQ и SQE, так и готовые комплекты насосов вместе с блоком управления, манометром, аквабаком и датчиком. В случае покупки готового комплекта насос идет уже с запрессованным кабелем соответствующей длины.
Надеемся данная статья была познавательной для Вас и поможет с выбором. Ждем Вас!