Как меняется давление от точки потребления до точки забора воды?

Как легко рассчитать напор и производительность насоса

Упрощенный расчет напора и производительности насоса

В данной статье мы остановимся на упрощенном расчете напора и производительности.

Напор, создаваемый насосом должен складываться из трех важных значений:

1. При определении требуемого напора насоса нужно помнить, что 1 метр напора по вертикали примерно равен 10 метрам напора по горизонтали (на самом деле на данное отношение влияет множество факторов).

Если в характеристиках насоса написано, что максимальный напор при нулевой производительности достигает Hmax = 48 метров, то значит, что по вертикали данный насос поднимет воду на высоту 48 метров или при нулевой высоте подъема он сможет доставить воду примерно на 480 метров по горизонтали (но при этом вода будет вытекать слабой струйкой).

Например, вы устанавливаете насос в подвале дома или гаража, находящемся на 3 метра ниже уровня земли. До входа системы водоснабжения в одноэтажный дом, куда подается вода — 20 метров. Значит, Вам необходим насос с напором свыше 5-ти метров при определенной производительности:

Но для нормальной работы системы водоснабжения Вам нужен насос с определенными напором и производительностью.

Вы спросите: «Почему при определенной производительности?»

Ответ: «Вам нужно, чтобы вода из шланга или крана не капала (а на насосе указан максимальный напор при нулевой производительности, либо наоборот), а вытекала с производительностью, достаточной для удаления воды из емкости. Для бытовых целей производительности насоса хватит, если максимальный напор, создаваемый насосом (указан в характеристиках насоса) превышает расчетный на 3 метра. В данном случае 8 метров. Опять-таки, не стоит забывать, что в ряде случаев необходим запас по напору, определяющему производительность насоса, то есть напор должен быть существенно больше.

Более точные расчеты напора и производительности насоса в зависимости от сложности системы трубопроводов, дальности перемещения воды и высоты подъема определяется по специальным диаграммам, таблицам или для сложных условий работы системы водоснабжения производятся сложнейшие расчеты, в которых с определенной степенью погрешности учитываются все параметры и характеристики системы.

2. Давление, рекомендуемое (необходимое) в точке потребления, как правило, для всех потребителей бытового назначения, должно быть от 1,5 до 3,0 бар (bar), что соответствует напору от 15-ти до 30-ти метров Hпотр = (15 . 30) м.

3. Расчетный напор насоса до основных точек потребления (например, до входа системы водоснабжения в одноэтажный дом):

Где: Нрасч — расчетный напор, создаваемый насосом, м;

Hгео — геодезическая высота подъёма воды (расстояние по вертикали от места установки насоса до наиболее высокорасположенного потребителя), м.

Hпотр — напор, который необходимо создать в самой удаленной точке и высоко расположенной точке потребления, м.

Hпот — суммарное гидравлическое сопротивление по всей длине Lтр всасывающего и нагнетательного трубопроводов (суммарные потери напора).**

Чем выше температура воды, тем меньше высота всасывания, и практически при + 65-ти градусах Цельсия (°С) забор воды становится невозможен.

Обычно геометрическая высота всасывания для центробежных насосов составляет не более 5-ти, 7-ми метров и лишь для некоторых типов насосов она доходит до 9-ми метров.

**Точный расчет суммарных гидравлических потерь напора по всей длине Lтр трубопроводов и элементах инсталляционной аппаратуры, элементах управляющей автоматики и т.д. крайне сложен – приходится учитывать очень большое количество факторов.

Для крайне приблизительных и упрощенных расчетов зачастую достаточно принимать, что для горизонтального участка трубопровода длиной 100 метров разница между напором на входе и выходе с учетом потерь напора условно принимаем снижение напора на 10 м, что соответствует падению давления около 1 бар (bar).

Упрощенный пример расчета на уровне «двух пальцев» (за основу взят погружной насос).

а) Приведем пример или задачу:

Длина трубы 25 метров в высоту (от динамического уровня воды до дальней точки потребления). Какой нам нужен напор насоса, чтобы вода достигла точки потребления?

Решение очень простое — нам нужен напор, равный высоте от динамического уровня воды до точки потребления, то есть 25 метров!

Обратите внимание! В задаче указано, что вода должна достигнуть точки потребления, а не литься из трубы фонтаном.

б) Если Вы хотите понять: «Как найти величину напора, чтобы на выходе в точке потребления вода выходила фонтаном?» — решим следующую задачу.

Расстояние от уровня воды до точки потребления составляет 35 метров в высоту. Какой нам нужен напор насоса, чтобы вода выходила из трубы фонтаном или как минимум превысила высоту точки потребления? Решение тоже очень простое! Необходимо, чтобы у насоса высота напора была выше 35 метров!

Но нам необходимо рассчитать напор, достаточный для системы водоснабжения, чтобы на выходе из последней точки потребления создавался минимальный стандартный напор по водопотреблению.

Задача: Длина трубы по вертикали от уровня воды до точки потребления 35 метров. Какой нам нужен напор насоса, чтобы на выходе трубы (или другими словами в точке потребления) создать напор, равный 30 метрам?

Решение: Необходимо, чтобы у насоса был напор, равный 65 метрам! Эта цифра получена путем сложения двух данных: 35 м (длина трубы по вертикали от уровня воды до точки потребления) + 30 м (стандартный, рекомендованный в точке потребления напор – детальнее указано выше) = 65 метров.

4. Потери создаваемого напора — потери напора, снижение давления между входом и выходом элемента конструкции гидросистемы, к которым относятся трубопроводы, арматура, электронасосы, элементы управляющей автоматики и т.д.

Потери напора, создаваемого насосом при перекачивании жидкости, зависят от:

материала, из которого изготовлены элементы трубопроводов;

геометрических характеристик трубопроводов (длины, диаметров, углов изгибов используемых переходников, отводов и т.д.);

наличия клапанов, фильтров (как грубой, так и тонкой очистки), изгибов, приспособлений и других вспомогательных устройств;

фактического технического состояния гидросистемы, в том числе степени шероховатости внутренних поверхностей;

вязкости перекачиваемой жидкости.

Потери создаваемого напора можно приблизительно рассчитать по таблицам, в которых указываются значения уменьшения напора, выраженного в метрах водяного столба.

С учетом того, что:

Нужно при любых расчетах привести все величины к одним единицам измерений.

Заметно снизилось (уменьшилось) давление в системе водоснабжения — попробуем найти причину — обоснуем необходимость замены труб, элементов трубопровода или существующего насоса, а затем изменим внутренний диаметр (следовательно, увеличим сечение трубы) и тип материала, из которого изготовлены трубы системы водоснабжения, или существующий насос.

1) Система водоснабжения была смонтирована из стальных оцинкованных труб с внутренним диаметром d1 = 25 мм.

2) Для перекачивания жидкости в системе водоснабжения применяется условный центробежный насос с производительностью Q = 4,0 м 3 /ч.

3) Общая длина трубопроводов составляет L = 100 м.

4) Для наглядности и упрощения примера не берём во внимание количество и углы изгибов используемых переходников, отводов — считаем только потери напора по длине прямого трубопровода (что имеет мало общего с реальной жизнью, так как в действительности любая система водоснабжения состоит из всевозможных изгибов, переходников, штуцеров, различных элементов запорной арматуры, в том числе кранов, вентилей; о действительном состоянии внутренних стенок стальных труб после определенного срока мы умышленно умалчиваем!).

На сколько изменится создаваемый напор, если при реконструкции системы водоснабжения взамен демонтированных стальных труб будут использоваться трубы из ПХВ с внутренним диаметром

1) По ниже приведенной таблице потерь напора определяем потерю напора при длине L = 100 м трубопровода и производительности Q = 4,0 м 3 /ч для труб из ПХВ с внутренним диаметром d1 = 25 мм.

2) Внизу таблицы в примечании указано, что полученное значение потерь давления для стальных оцинкованных труб нужно умножить на поправочный коэффициент k = 1,5. В результате получим значение потерь давления:

h2 = 21,5 м × 1,5 = 32,25 м (м.в.ст.), что примерно соответствует уменьшению давления на величину: ∆P2 = 3,23 бар (bar). (Это результат на условном трубопроводе длиной 100 метров!)

4) После замены стальных оцинкованных труб с внутренним диаметром d1 = 25 мм на трубы из ПХВ с внутренним диаметром d2 = 38 мм, при одинаковой длине трубопровода L = 100 м и при той же производительности Q = 4,0 м 3 /ч условного насоса (по условию задачи насос не меняли!) получили меньшие потери напора и давления:

Вывод: поменяем трубы для системы водоснабжения, а не насос (насос не «виноват»)!

Таблица расчета потерь напора (в метрах водяного столба) для труб из ПХВ и полипропилена в зависимости от производительности, длины и диаметра трубопровода. (Все числовые значения потерь напора, приведенные в таблице, являются экспериментально установленными, так как не существует простых формул для расчета потерь!)


Таблица расчета потерь напора (в метрах водяного столба) для стальных труб при перекачивании сточных вод в зависимости от производительности, длины и диаметра трубопровода. (Все числовые значения потерь напора, приведенные в таблице, являются экспериментально установленными, так как не существует простых формул для расчета потерь!)


Расчет производительности следует производить по двум основным значениям:

1. Расход в точке потребления.

2. Потери производительности по длине трубопровода от насоса до точки потребления.

Что касается расхода потребления воды, то тут примерно есть приблизительно готовый цифровой стандарт.

Примерный расход воды из потребителей:

умывальник — 6 л/мин;

посудомоечная машина — 8 л/мин;

поливочный кран — 18 л/мин;

стиральная машина — 10 л/мин;

бассейн — 15 л/мин;

полив газонов и цветников требует до 6 л/мин воды на один м 2 , расход при этом зависит также от способа орошения и интенсивности полива;

сауна или баня потребует около 16 л/мин .

На практике обычно считается расход из одного открытого крана равен 10 литрам/минуту.

Возьмем для примера смеситель в ванной. По опыту для комфортного использования смесителя необходимо, чтобы расход воды на выходе примерно равнялся 15 литрам в минуту. Эту величину и возьмем для стандарта по подбору расхода в данной задаче.

Но ведь у нас не одна точка водоразбора, тогда необходимо рассчитать общий поток для всех точек потребления. Соответственно расход всех точек потребления необходимо суммировать и найти максимальный показатель расхода.

Предположим, у нас имеется две ванны и кухня. И представим, к примеру, что в первой ванной работает душ, во второй — непосредственно смеситель и стиральная машина, на кухне открыт кран и работает посудомоечная машина.

Суммируем расходы из всех точек потребления 10 + 15 + 10 + 6 + 8 = 49 литров в минуту — получили наш расход из пяти основных потребителей.

Можем подбирать необходимую производительность насоса с учетом примерного расхода.

Важно! При расчете максимальной производительности (объемной подачи) насоса или при установке насоса повышения давления необходимо брать запас не менее (40 … 50) % от суммарного максимально возможного водопотребления.

Важно! При расчете фактической производительности (объемной подачи) насоса необходимо учитывать, что все потребители в системе водоснабжения никогда не работают одновременно, соответственно клиент может взять поправочный коэффициент (коэффициент запаса по производительности), равным kзап = 0,8 … 0,9 = (80 … 90) % от суммарного максимально возможного водопотребления.

Пособие для ремонтника

75. Гидравлика: Понятие потерь давления

Напомним, что этот вопрос вкратце уже упоминался в разделе 18 “Проблема внезапного вскипания хладагента в жидкостной магистрали “. Чтобы пополнить наши знания в этой области, проведем небольшой мысленный опыт с помощью схем на рис. 75.1 и 75.2. Для проведения этого опыта нам потребуются ручной кран на сливной магистрали градирни, при открытии которого градирня опорожняется, и поплавковый клапан, поддерживающий постоянный уровень воды в баке градирни. На выходе из сливной магистрали в точке В (перед краном) установим манометр, проградуированный в барах. Этот манометр будет показывать нам давление в точке В. Установим также стеклянную трубку, которая будет показывать давление в точке В в метрах водяного столба (м вод. ст.), то есть высоту уровня воды, эквивалентную давлению в точке В.

На рис. 75.1 слева <схема 1) кран на сливной магистрали закрыт. Уровень воды в трубке находится на высоте 5 м, то есть давление в точке В равно 5 м вод. ст. Манометр в точке В показывает величину избыточного давления, обусловленного высо-
той столба жидкости, то есть 5 м вод. ст. или 0,5 бар: давление, измеренное манометром, равно высоте столба.
На рис. 75.1 справа (схема 2) кран на сливной магистрали открыт. Под действием силы тяжести, сразу же после открытия крана, вода из бака начинает сливаться. Как только вода приходит в движение, ее уровень в стеклянной трубке падает до 4,5 м: следовательно, потери давления на участке от точки А до точки В равны 5 – 4,5 = 0,5 м вод. ст. Манометр в точке В также показывает падение давления на величину потерь, которые равны 0,5 – 0,45 = 0,05 бар (то есть 0,5 м вод. ст.).

Отсюда делаем вывод: как только вода пришла в движение, появились потери давления.
Эти потери обусловлены вязкостью воды и за-висят от ее скорости. В основном, потери давления определяются силой трения движущейся воды о внутреннюю поверхность стенок трубопровода, которая имеет ту или иную шероховатость.
Потери давления растут:
► с ростом длины трубы;
► с падением внутреннего диаметра (площади проходного сечения) трубы;
► с ростом скорости воды (то есть расхода) в трубе.

Потери давления приводят к дополнительным затратам энергии. Они порождают шумы в трубопроводах и незначительный нагрев воды. Чем больше скорость воды, тем больше шум, особенно там, где поток испытывает сужения. Например, в кранах, вентилях и т.п. Этот шум может доставлять определенные неудобства в тех случаях, когда трубопроводы проложены в жилых помещениях или поблизости от них.
Поэтому диаметры трубопроводов должны выбираться таким образом, чтобы скорость жидкости в них не превышала определенных значений при максимальных потребных расходах. Например, сегодня существуют такие рекомендации:
► Для труб с внутренним диаметром 15 мм максимальная скорость жидкости равна 0,5 м/с.
► Для труб с внутренним диаметром 80 мм максимальная скорость жидкости равна 1,2 м/с.
Такая разница в рекомендуемых значениях скоростей обусловлена следующим
В трубах диаметром 15 мм периметр поверхности трения П=1,5смх7г«5 см, площадь проходного сечения S1 « 2 см2, а в трубах диаметром 80 мм периметр поверхности трения П = 8 см х п к 25 см при площади проходного сечения S2 * 50
Таким образом, при переходе от трубы с внутренним диаметром D1 = 15 мм к трубе с диаметром D2 = 80 мм
периметр поверхности трения возрастает в 5 раз, тогда как площадь проходного сечения увеличивается в 25 раз. В результате сила трения (а следовательно, и потери давления) в трубе диаметром 15 мм при скорости потока 0,5 м/с будет примерно такой же, как и в трубе диаметром 80 мм при скорости потока 1,2 м/с. Поэтому чем больше диаметр трубы, тем больше в ней может быть скорость потока при одной и той же величине потерь давления на трение.
В существующих сегодня установках диаметры жидкостных трубопроводов выбирают с таким расчетом, чтобы при максимальном расходе скорость потока в них приводила бы к потерям давления, как правило, в диапазоне от 10 до 20 мм вод. ст. на погонный метр длины трубопровода.

Читайте также:  Фильтр для воды на дачу: виды, как выбрать + обзор брендов
75.1. УПРАЖНЕНИЕ 1. Оценка потерь давления


Для оценки потерь давления, обусловленных местными сопротивлениями (повороты, тройники, запорные вентили и т.д.), принято использовать понятие эквивалентной длины. Например, можно считать, что потери давления при повороте потока на 90° эквивалентны потерям давления на трение на отрезке трубы того же диаметра длиной 0,8 м*.
Теперь попробуйте оценить порядок величины потерь давления в трубе внутренним диаметром 65 мм и полной длиной 50 м, имеющей 6 поворотов на 90° (см. рис. 75.4).

Решение упражнения 1
При условии, что диаметр трубы определен правильно, можно предположить, что потери давления на трение составляют от 10 до 20 мм вод. ст. на погонный метр длины трубы. При выполнении оценки допустим, что потери давления на трение равны среднему значению указанного диапазона, то есть 15 мм вод. ст./м. В тоже время, 6 поворотов на 90° эквивалентны по величине потерь давления участку прямой трубы того же диаметра длиной 6 х 0,8 м = 4,8 м. Следовательно, полная эквивалентная длина нашей трубы будет равна 50 м + 4,8 м « 55 м. Таким образом, полные потери давления в этой трубе составят 55 м х 15 мм вод. ст/м = 825 мм вод. ст « 0,8 м вод. ст.
* Это утверждение не всегда справедливо. В общем случае длину участка прямой трубы, эквивалентную по величине потерь давления какому-либо местному сопротивлению, находят по формуле Ьэкв = Щм/Ялтл Т№ D — внутренний диаметр трубы, §м — коэффициент местных потерь и Ятр — коэффициент трения жидкости о внутреннюю поверхность стенок трубы (прим. ред.).

ВЛИЯНИЕ РАЗНОСТИ УРОВНЕЙ НА ПОТЕРИ ДАВЛЕНИЯ
Продолжим наши мысленные эксперименты. На рис. 75.5 представлены две абсолютно одинаковые схемы, отличающиеся только тем, что высота бака градирни на схеме 1 над сливным краном больше, чем высота бака на схеме 2.
Длина сливных труб в обеих схемах одна и та же, диаметры труб также одинаковы. Из-за разности уровней давление в точке В схемы 1 будет выше, чем давление в точке В схемы 2. Следовательно, если полностью открыть сливные краны в обеих схемах, расход Qvl будет выше, чем расход Qv2. Для того, чтобы сравнивать величины потерь давления в зависимости от разности уровней, необходимо прикрыть кран схемы 1 с целью выравнивания расходов, а следовательно, и скоростей потоков жидкости в трубопроводах схем 1 и 2.

Как только мы это сделаем, то сразу же увидим, что при равенстве расходов Qvl и Qv2 потери давления для обеих схем будут в точности совпадать: Ahl = Ah2.

Вывод: потери давления на трение и местные сопротивления никоим образом не зависят от разности уровней трубопровода. Они определяются только расходом жидкости, длиной трубопровода, внутренним диаметром и шероховатостью стенок трубы.

75.2. УПРАЖНЕНИЕ 2. Влияние потерь давления на характеристики потока


Рассмотрим систему, представленную на рис. 75.6.
При движении воды по трубопроводу появляются потери давления АЫ, которые зависят от длины трубопровода, его диаметра и расхода воды (то есть скорости воды в трубе).
Установим на выходе из бака фильтр.
► Как изменятся потери давления Ahl?
► Как изменится расход?
► Как изменится скорость воды?
Решение на следующей странице.

Решение упражнения 2
Фильтр, установленный на трубопроводе (см. рис. 75.7 справа), ведет себя точно так же, как любое местное сопротивление (поворот, вентиль и др.): он является дополнительным препятствием потоку жидкости, то есть создает дополнительные потери давления при прохождении воды. Эти потери добавляются к потерям на трение. В результате полные потери давления на участке от точки С до точки В возрастут (Ah2 > Ah 1).

Теперь рассмотрим, как изменится скорость течения воды в трубе. При установке дополнительного сопротивления, например, фильтра, потери давления на отрезке С-В возрастают (Ah2 > Ah 1). Но это сопротивление также препятствует и прохождению воды (как это делал бы ручной вентиль, сопротивление которого возрастает при его закрытии): следовательно, расход воды будет уменьшаться.
Поскольку при этом в обоих случаях внутренний диаметр трубы на участке С-В не меняется, уменьшение расхода приводит к снижению скорости потока воды в трубе: скорость V2 будет заметно ниже сорости VI.

При росте потерь давления в контуре расход жидкости падает. Поскольку расход падает, неизбежно снижается и скорость потока.

Обратите внимание на дополнительные условия: следует отчетливо понимать, что скорость потока воды абсолютно одинакова на входе в фильтр и на выходе из него. Поскольку внутренний диаметр трубы одинаков по всей длине, скорость будет в точности одна и та же в каждом сечении трубы.
Скорость потока жидкости при постоянном расходе строго одна и та же в каждом сечении трубы постоянного внутреннего диаметра.

75.3. УПРАЖНЕНИЕ 3. Изменение расхода при изменении скорости

По трубе длиной 50 м с внутренним диаметром 80 мм вода течет со скоростью 1 м/с. Как по-вашему, что произойдет с расходом, если скорость удвоится?
Решение на следующей странице.

Решение упражнения 3
Мы нарушим традицию, которая действует в нашем руководстве, поскольку здесь мы вынуждены привести несложные формулы и выполнить очень простые расчеты. Пожалуйста, извините нас за это, но вопросы гидравлики довольно сложны и иногда вам могут потребоваться отдельные базовые понятия для того, чтобы разобраться в некоторых явлениях, которые, тем не менее, мы будем стараться объяснять как можно проще.
Для начала вы должны вспомнить, что объемный расход, как правило, измеряется в м3/ч или м3/с (см. раздел 41 “Измерение расхода воздуха”>.

Скорость потока и расход воды находятся в тесной взаимосвязи:
Qv V х S
(м3/с) = (м/с) х (м2)
Расход = Скорость х Площадь
Рассчитаем площадь проходного сечения трубы диаметром 80 мм (см. рис. 75.9): Рис. 75.9. S = 3,14 х 0,082 / 4 = 0,005 м2.
Теперь можно найти расходы:
► Qvl = 1 м/с х 0,005 м2 = 0,005 м3/с = 0,005 х 3600 = 18 м3/ч.
► Qv2 = 2 м/с х 0,005 м2 = 0,01 м3/с = 0,01 х 3600 = 36 м3/ч.
Таким образом, для данного диаметра трубы расход прямо пропорционален скорости потока.
При удвоении скорости потока жидкости в трубе расход также удваивается.

75.4. УПРАЖНЕНИЕ 4. Изменение расхода при изменении диаметра трубы

Мы только что нашли, что при скорости потока жидкости 1 м/с в трубе диаметром 80 мм расход жидкости равен 18 м3/ч.
Теперь удвоим внутренний диаметр трубы, то есть возьмем трубу с внутренним диаметром 160 мм. Чему будет равен расход жидкости в этой трубе при той же скорости потока

Решение упражнения 4
При скорости потока 1 м/с расход в трубе с внутренним диаметром 80 мм равен 18 м3/ч. Если внутренний диаметр трубы будет равен 160 мм, то площадь ее проходного сечения станет S = 3,14 х 0,1 б2 / 4 = 0,02 м2. При скорости потока 1 м/с расход в этой трубе будет равен 1 х 0,02 = 0,02 м3/с или 0,02 х 3600 = 72 м3/ч вместо прежних 18 м3/ч. Иначе говоря, расход вырастет в 4 раза.

Внимание! Не путайте понятие “внутренний диаметр ” и площадь проходного сечения: если диаметр удваивается, то площадь проходного сечения увеличивается в 4 раза!

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РАСХОДОМ И ДАВЛЕНИЕМ
Рассмотрим поплавковый клапан, предназначенный для подачи водопроводной воды в бак градирни (см. рис. 75.11). Допустим, что полностью открытый клапан при давлении воды в сети 2 бара обеспечивает расход 10 л/мин.

Для того, чтобы удвоить расход, то есть обеспечить расход через клапан, равный 20 л/мин. необходимо давление воды в сети увеличить в 4 раза.

Запомните! При слабом давлении воды в водопроводной сети расход будет небольшим. Чтобы удвоить расход, давление в сети нужно повысить в 4 раза.

Разумеется, что на практике для удвоения расхода так не поступают. Если бы на самом деле повышали давление в сети, это породило бы многие проблемы: диаметр трубопровода пришлось бы делать очень малым, вода бы в трубах сильно “гудела” и т. д.
Проведем такую аналогию: если автомагистраль загружена, то для того, чтобы повысить ее пропускную способность, водителей не заставляют ехать быстрее, а либо делают новую полосу, либо строят объездной путь! То же самое предпринимают и для увеличения расхода жидкости в трубе: увеличивают площадь проходного сечения трубы.
При заданном расходе это приводит к снижению скорости потока воды в трубе (и, следовательно, шума), а потребное для обеспечения этого расхода давление уменьшается

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РАСХОДОМ И ПОТЕРЯМИ ДАВЛЕНИЯ

В трубе с внутренним диаметром 80 мм предполагается удвоить расход. Что произойдет с потерями давления? На первый взгляд может показаться, что поскольку при удвоении расхода скорость потока удваивается, то и потери давления также должны удваиваться. К сожалению, это не так.
При удвоении расхода потери не удваиваются, а увеличиваются в четыре раза: если расход вырос в 2 раза, потери давления возрастут в 4 раза!
В примере на рис. 75.13 при скорости потока 1 м/с потери давления АР = 2 м вод. ст., а при увеличении скорости до 2 м/с потери давления умножаются на 4: АР = 2 х 4
Потери давления пропорциональны квадрату расхода.
Для получения дополнительной информации см. раздел 95 “Несколько примеров расчета потерь давления “.

75.5. УПРАЖНЕНИЕ 5. Изменение потерь давления при изменении расхода

Показан участок трубопровода, пропускающий воду со скоростью I м/с. Манометры показывают давление в различных точках этого трубопровода. Из показаний манометров можно сделать следующие выводы.
При скорости водяного потока 1 м/с потери давления составляют:
– на фильтре АРф = 2 – 1,8 = 0,2 бар;
– на вентиле АРв = 1,8 – 1,7 = 0,1 бар.
Что покажут манометры на выходе из фильтра и на выходе из вентиля, если скорость потока в трубе удвоится? Решение этого упражнения приведено ниже, однако прежде, чем знакомиться с ним, попробуйте поразмышлять самостоятельно.

Решение упражнения 5

Скорость удвоилась, следовательно расход тоже удвоился. В результате потери давления на
фильтре и на вентиле вырастут в 4 раза.
Теперь потери давления на фильтре АРф = 0,2 бар х 4 = 0,8 бар, то есть манометр на выходе
из фильтра покажет 2 – 0,8 =1,2 бар.
Потери давления на вентиле АРв = 0,1 бар х 4 = 0,4 бар, то есть манометр на выходе из
вентиля покажет 1,2 – 0,4 = 0,8 бар.
Заметьте, что общие потери давления на этом участке вырастут с 0,3 до 1,2 бар: то есть тоже в 4 раза.

Как правильно рассчитать основные характеристики насоса для полива огорода

С приближением долгожданной весны многие любители сельскохозяйственных работ уже мыслями переносятся на свои загородные участки. Начинается планирование – что и где посадить, как и за чем ухаживать, какие новые инструменты или инвентарь необходимо прикупить.

Как правильно рассчитать основные характеристики насоса для огорода

Одна из обязательных операций по уходу за посажеными культурами – это регулярный их полив. А чтобы не заниматься выматывающим силы переносом ведер с водой по участку, гораздо удобнее сделать напорную систему орошения. То есть в точке водозабора установить насос, от которого к конкретному участку полива протягивается шланг (вариант – пластиковые трубы). Ну и потом – или операция осуществляется вручную, или устанавливается какое-то оросительное устройство.

Но чтобы такая схема оказалась в самом деле работоспособной, важно знать, как правильно рассчитать основные характеристики насоса для огорода. Вот этим мы сейчас и займемся.

Какие характеристики насоса для полива можно считать главными

Когда приобретается любой насос, и поливной не является исключением, то всегда имеется в виду, что этот прибор должен быть в состоянии переместить за какое-то время нужный объём воды из исходной точки к месту назначения. Естественно, преодолев при этом препятствующие нормальному движению потока силы гравитации (если расходоваться вода будет выше точки ее забора, как обычно и случается), и силы гидравлического сопротивления труб (шлангов) со всеми имеющимися на них запорно-регулировочными устройствами.

Естественно, в конечной точке желательно получать не тонкую струйку воды, а какой-то напор, например, достаточный для нормальной работы сантехнических устройств или приспособлений для полива.

Это – в общих чертах. А теперь – более детально по обеим важным характеристикам – производительности насоса и создаваемому им напору.

Самые показательные характеристики насоса для полива огорода – создаваемый напор воды и производительность

С напора, кстати, и начнем.

Напор, создаваемый насосом

В характеристиках насосного оборудования эта величина рассматривается чуть ли не самой первой. Грош цена прибору, который, работая на полной своей мощности, будет неспособен доставить воду к конечной точке ее транспортировки только из-за того, что она расположена дальше и выше, чем это заложено в возможности насоса.

В паспортах насосов величина напора чаще всего указывается метрами водяного столба – так, наверное, нагляднее. Впрочем, помимо таких метров вполне могут фигурировать и другие величины – технические атмосферы (т.атм), бары (бар), или даже килопаскали (кПа).

Чаще всего забор воды для полива осуществляется или из расположенного рядом открытого водоема, или из какого-то подземного или размещенного на поверхности хранилища, например, из колодца ливневой канализации, специального гидранта или даже просто из установленных на подставках бочек.

  • Итак, в первую очередь, если в этом есть необходимость, насос должен суметь понять воду от источника до точки потребления. Такая разница высот, понятно, тоже измеряется в метрах. И в буквальном смысле – каждый метр преодолеваемой высоты «сжирает» метр паспортного напора насоса.

Причем, в разницу высот включается не только взаимное превышение уровня земли над уровнем воды. Сам по себе участок может иметь рельеф со значительным перепадом высот, что тоже должно учитываться.

  • Вода передается по шлангам или трубам. Известно, что чем меньше диаметр канала, тем выше в нем силы гидравлического сопротивления. Например, даже при довольно толстом дюймовом шланге (25 мм) десять метров расстояния по горизонтали способны «съесть» метр напора. А на крупном огородном участке порой оперируют длиной шлангов и в несколько десятков метров!

А при более тонких шлангах или трубах – потери еще более впечатляющие…

Но и это еще не все!

Вода доставлена к нужной точке, и в ней мы захотели установить какую-то поливальную установку. А вода из шланга – тонкой струйкой…

Недостаточность напора воды из шланга способна превратить обычную операцию полива в «тяжелую каторгу» без должного результата.

То есть нам и на выходе нужен напор, такой, чтобы обеспечивалась работа конечных устройств. В доме в их качестве фигурируют сантехнические приборы, на огороде могут быть специальные устройства, в паспорте которых должно быть оговорено их рабочее давление.

Вот теперь – вроде все. Ну, можно добавить еще и небольшой резерв, процентов в 10.

Все это реализовано в предлагаемом ниже онлайн-калькуляторе.

Калькулятор расчета минимально необходимого напора насоса для огорода

Пояснения по проведению расчета

Этот калькулятор, кстати, имеет некоторую «универсальность». Имеется в виду, что многие насосы, особенно погружные, имеют весьма широкую сферу применения. И часто им ставится задача просто перекачать какой-то объем жидкости из одного резервуара (или, например, хуже, залитого водой подвала) в другой. Кстати, может быть такое и на огороде, когда из ливневого колодца или коллектора вода откачивается в расставленные по участку бочки для полива.

Читайте также:  Установка насоса в скважину: пошаговый монтаж, как опустить и установить насос

Чтобы заполнить такие емкости, расставленные по участку в нужных местах – все равно придется прибегать к помощи того же насоса.

Поэтому в калькуляторе предусмотрено два варианта расчета – простая перекачка воды насосом, или для полива, то есть с применением какого-то оросительного оборудования, требующего для корректной работы определенного напора.

  • Далее, нужно указать в метрах разницу высот между точками забора и использования воды – о чем мы уже говорили выше.
  • Следующая величина – это расстояние по горизонтали от точки водозабора до точки потребления. Понятно, что шланги не протягиваются всегда по прямой, но в программу уже внесен коэффициент, делающий поправку на это обстоятельство.
  • Далее, указывается диаметр применяемых для перекачки воды шлангов (труб). От этого зависит величина гидравлического сопротивления, уже внесенная в базу данных калькулятора.
  • Если известно рабочее давление «поливалки» (из ее паспорта), то оно указывается в последнем поле программы. Если нет данных – желательно оставлять на выходе порядка 1 бар – с таким давлением должно нормально работать большинство устройств из числа наиболее популярных.

Нажатие на клавишу расчета сразу приведет к получению результата. Он будет выражен в метрах водяного столба, в барах (атмосферах) и, на всякий случай, в килопаскалях.

Производительность садового насоса

Это – способность перекачать какой-то определенный объем воды в единицу времени (секунду, минуту, час). По сути, прослеживается тесная взаимосвязь между напором (на выходе, понятно), диаметром шланга и производительностью. И при желании можно даже провести расчет. Но в этом нет особой необходимости – в параметрах модели эта величина обязательно указывается.

А зачем ее знать? Да просто для того, чтобы можно было оценить скорость выполнения имеющихся задач. Например, перекачать тонну воды из одного гидранта в другой можно за 5 минут или за час (условно), если использовать насосы сильно отличающейся производительности.

А разве на огороде это имеет значение?

Да, имеет. Прежде всего, существуют определенные нормы полива, иначе вся операция превращается в фикцию. То есть в условиях конкретного климата и при выращивании тех или иных культур при поливе на квадратный метр требуется использовать, например, 5 или сколько-то еще литров воды. Опытные огородники эти нормы примерно знают, а новички могут уточнить у местных специалистов в области агрономии. Норма орошения и площадь орошаемого участка дают нам объем воды, который необходимо затратить на полив.

А вот теперь – небольшая тонкость. Будет ли кто растягивать полив на весь день? Станет ли кто-то заниматься этим в пик дневной жары? Да нет, конечно. В основном этому мероприятию отводят вечерние часы. И вот тут, увязывая с другими мероприятиями, со временем прихода домой, с желанием посмотреть телепередачи и т.п., можно и нужно спланировать себе отрезок времени, в течение которого желательно полностью разобраться с поливом.

Вот и весь секрет – насос должен суметь перекачать нужное количество воды за этот период, чтобы хозяин вложился в отведенный на полив срок.

Этот подход реализован в следующем онлайн-калькуляторе.

Калькулятор производительности садового насоса

Пояснения по работе с калькулятором

Все очень незамысловато: указываете запрашиваемые значения – и поучаете результат.

  • Учитывая то, что некоторые привыкли мерить площади на территории своего участка в квадратных метрах, а другие – исключительно в сотках (и не собираются «переучиваться»), программа идет навстречу и тем и другим. То есть изначально выберите удобную для себя единицу площади.
  • Далее, указывается площадь участка, на котором будет осуществляться полив. Таких участков на территории личного хозяйства может быть несколько. Так как насос приобретается раз и надолго, то для расчёта имеет смысл взять самый большой участок или по своей специфике требующий максимального количества воды. Если в течение одного вечера планируется полив нескольких таких участков – их площади придётся просуммировать.
  • Следующий шаг – указание нормы полива, о которой говорилось выше.
  • Ну и последнее действие – выбор временного интервала, в течение которого хочется уложиться с поливом.

После этого – к клавише «РАССЧИТАТЬ…» за получением результата. Он, кстати, будет выражен в нескольких представлениях – литры в час, кубометры воды в час и литры в минуту.

Это значение можно воспринимать как минимально необходимую производительность насоса. Если она получается слишком большой, и таких насосов просто нет в продаже – значит был поставлен нереальный для выполнения задачи срок. Попробуйте несколько увеличить длительность ежедневного полива и проведите повторный расчет.

Имея «на руках» рассчитанные данные о требуемых напоре и производительности, можно подбирать себе оптимальный садовый насос.

Подбор поверхностного насосного оборудования

У владельцев загородных домов, дач и участков возникает вопрос- как организовать подачу воды. Так как даже только для полива растений необходимо немалое количество воды. Раньше с этой проблемой справлялись с помощью ведер и коромысла, но в современном мире такой вариант зачастую неприемлем.

Решить эту непростую задачу помогают производители насосов для воды, предоставляя большой выбор. Но одновременно это же и осложняет задачу выбора, какой же купить насос, ставя потребителей в тупик. В этой статье предлагаю разобраться с подбором необходимого оборудования для Ваших условий эксплуатации.

Первым и самым важным аспектом при выборе насосного оборудования является полное понимание для чего оно будет использоваться. Понятно, что первое, что приходит в голову- качать воду. Далее необходимо точно установить, как и где будет использоваться вода. Здесь может быть только полив и подвод в баню, например. В ином случае это может быть и организация автономного водоснабжения в частном доме с круглогодичным проживанием. От этого зависит тип водяного насоса- поверхностный насос или насосная станция. Как следствие и цена насосы значительно отличается.

Ниже рассмотрим основные случаи применения насосного оборудования.

Случай 1. На даче необходимо организовать только полив, при этом вода используется из емкости. Зачастую, при такой задаче, помимо выполнения функции подачи воды, есть еще один важный момент- небольшие затраты. В таком случае отличным выбором становится поверхностный вихревой насос. Включается и отключается он при подключении к электророзетке, то есть когда нужно подать воду, необходимо вставить вилку насоса в розетку, и он включится и будет работать, пока не будет отсоединен от электропитания. Минусом такой системы является полностью ручное управление.

Особенностью вихревых насосов является то, что при небольшой подаче воды, они способны создать большое давление.

Вихревые насосы могут использоваться при перекачке воды из емкости, из колодца, глубиной до 8 метров. Также они являются решением в тех случаях, когда необходимо увеличить давление воды в имеющемся водопроводе.

Их преимуществами являются низкая цена, неприхотливость.

К недостаткам можно отнести требовательность вихревых насосов к качеству воды.

Случай 2. Подача воды осуществляется не только для полива, но и для использования в доме, бане, для мойки машины. То есть несколько точек водоразбора, которыми могут пользоваться одновременно и ручное включение насоса будет просто-напросто неудобно. При таких обстоятельствах используются насосные станции. При этом давление насосная станция поддерживает автоматически.

Насосная станция-автоматизированная система подачи воды, которая поддерживает давление в системе водоснабжения. В ее конструкцию входят:

-мембранный бак (гидроаккумулятор)

Рассмотрим отдельно комплектующие станции. Логично, что насос все так же служит для перекачивания жидкости. Но, в отличии от предыдущего варианта, эти насосы центробежные.

-Мембранный бак обычно служит основанием для установки насоса. Его функцией является поддержание давления в системе водоснабжения, гашение гидроударов и обеспечение резервного запаса воды. Внутри металлического бака расположена резиновая мембрана, в которую поступает жидкость. Между мембраной и баком есть воздух, который находится под давлением 1.5 бар. Именно из-за воздуха внутри, бак поддерживает давление в системе водоснабжения.

-Реле давления контролирует давление в мембранном баке. Наполненный бак имеет давление 3 бар, но когда начинается использование воды, давление в баке падает. Чтобы подача воды не прекращалась, реле давления включает насос, а при достижении заданного давления отключает. Заводские настройки реле- 1.5 бар на включение насоса и 2.8 бар на отключение.

В целом эти составляющие делают насосную станцию автоматизированным средством подачи воды и делает ее использование максимально комфортным.

Насосные станции служат для подачи воды из скважин, колодцев, емкостей, а так же, как и вибрационные поверхностные насосы, могут служить для увеличения давления воды из центрального водопровода.

К плюсам станций однозначно относится автономность работы, где не требуется участие человека. Как говорится «поставил и забыл». В это же время с помощью станции постоянно поддерживается давление в водопроводе, благодаря этому не нужно ждать, пока насос накачает воду, достаточно лишь легкого движения вентилем.

Недостаток-шум при работе. В связи с этим насосные станции редко размещают в жилых помещениях, а для их работы нужна положительная температура.

Случай 3. Автономное водоснабжение. При проживании в частном доме важно, чтобы обыденные вещи, например, такие как помыть руки, постирать или принять душ, не доставляли неудобств. Для этого можно использовать насосную станцию, с принципом работы которой, мы познакомились выше.

В случае автономного водоснабжения можно выделить 2 возможных варианта- это расположение насосной станции в доме или в кессоне (приямок у скважины).

Так как работа насосных станций довольно шумная (из-за охлаждения воздухом), то размещение в доме может вызывать некоторое неудобства. Чтобы решить эту проблему, производитель насосного оборудования Grundfos, выпустил серию станций MQ. За счет охлаждения двигателя водой, протекающей в насосе, эта станция работает практически незаметно. У остальных насосных станций охлаждение осуществляется воздухом, поэтому они более шумны

Компания Grundfos является мировым лидером в производстве передового насосного оборудования и задает тенденции в области технологий обработки воды. Насосы Grundfos известны отечественным потребителям c 60-х годов прошлого века. Стабильно высокое качество продукции, надёжность и энергоэффективность выпускаемых насосов позволяют заявить, что они лучшие на рынке. Так же Grundfos получил награду ООН за разработку системы, обеспечивающие надежную и устойчивую подачу воды в развивающихся странах

При размещении насосной станции вне жилого помещения проблема звука работы отпадает. Но объема мембранного бака может оказаться недостаточно (у насосных станций он около 20 литров) для большого потребления воды и насос будет часто включаться, что сказывается на сроке его службы. Второй пункт при выборе гидроаккумулятора большего объема- обеспечить запас воды на случай отключения электричества, ведь насос энергозависимое устройство.

Для того, чтобы осуществить сборку такой системы, понадобятся:

На основе этих примеров, можно определиться какой тип насосного оборудования нужен. Далее нужно разобраться с техническими характеристиками насосов, чтобы понимать, что выбрать для обеспечения водой.

Подбор насоса

У насосов есть 3 показателя, по которым производится главный отбор:

Напор— давление, которое может быть достигнуто насосом при перекачке жидкости. Если выражаться проще, то это столб воды, который насос сможет поднять вверх над собой. Измеряется напор в метрах. Для этой единицы измерения есть правило- 10 метров напора равняется 1 бар (1 атм.).

Производительность— количество жидкости, которое может быть перекачано насосом за определенную единицу времени. Измеряется в м3/ч или в л/мин.

Мощность- количество энергии, передаваемой двигателем на рабочие элементы насоса. Единица измерения кВт. Так же стоит отметить, что мощность двигателя станции равна электропотреблению (кВт/час).

При заборе воды из скважины у поверхностных насосов есть ограничение-максимальная глубина всасывания 9 метров. В этом диапазоне насосное оборудование делится на 2 группы- забор воды с глубины до 6 метров и выше 6 метров. Эту легко понять, исходя из мощности насоса. Если его мощность меньше 0.85 кВт, то глубина забора воды до 6 метров. Соответственно при увеличении мощности до 1 кВт и выше, возможное расстояние до воды увеличивается до 9 метров.

Для подбора насоса по напору, необходимо знать, на сколько метров по вертикали нужно будет поднять воду и на какое расстояние по горизонтали её протолкнуть, при этом нужно помнить правило, что 1 метр по вертикали равен 10 метрам по горизонтали. Тут же учитывается расстояние от воды до насоса. Но тут уже действует правило 4:1, то есть 1 метр по вертикали равен 4 по горизонтали.

Вода находится на глубине 5 метров, от скважины до дома 8 метров, ширина дома 8 метров и высота 6 метров. На 2-м этаже находятся точки водоразбора.

Складываем глубину воды (5м) и высоту дома (6м). Получаем 11 метров по вертикали.

Далее необходимо учесть длину по горизонтали. 8 метров до дома и 8 метров сам дом, то есть 16 метров. Так как отношение 1:10, то необходимо 1.6 метров напора

Плюсуем полученные данные и получаем 12.6 метров. Это минимально необходимый напор.

Производительность насоса подбирается исходя из потребности в воде. Но эта характеристика меняется в зависимости от напора. Чаще всего производителями насосного оборудования указывается максимальная производительность. Чтобы понимать сколько воды будет поступать из насоса, в паспорте изделия указывается напорно-расходная характеристика.

График представляет собой напорно-расходную характеристику.

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

Справа по вертикали указана такая характеристика, как напор (в метрах), а внизу производительность насоса (м3/час).

Выяснив, какой напор будет необходим, можно узнать сколько воды мы получим от насоса. В пример возьмем полученную нами в ходе подсчета цифру (12,6 метров). Определив на вертикальной оси отметку 12.6 м, проводим от нее горизонтальную линию перпендикулярно основанию.

В итого получаем, что при напоре 12.6 метров, насос выдаст нам 28 литров в минуту или 1.7 м3 в час.

Определившись с нужными характеристиками, стоит обратить внимание на материал корпуса насоса. Они бывают пластиковые, чугунные и из нержавеющей стали.

Насосы с пластиковым корпусом менее шумны в работе и дешевле, в сравнении с остальными.

Чугунный корпус представлен в средней ценовой категории, более устойчивый к воздействию частиц, находящихся в воде, будь то песок или ему подобные включения, по сравнению с пластиком. Единственным минусом является возможность образования ржавчины после простоя, так что для питьевой воды он не подойдет.

Корпус насоса из нержавеющей стали наиболее устойчив к воздействию частиц в воде. Из такого насоса никогда не пойдет вода со ржавчиной из-за процессов, происходящих внутри насоса. Так же подкупает внешний вид отполированной нержавеющей стали.

Ознакомившись с этой статьей, можно узнать, как выбрать необходимое насосное оборудование. Здесь мы разобрали основные параметры основываясь на которых, можно без проблем выбрать подходящий насос. Если Вы не смогли точно определиться с нужным насосом, можете всегда обратиться за консультацией к нам. Мы поможем подобрать именно то насосное оборудование, что подойдет для Вас. При этом можно купить насос в Иркутске и области.

Нормативы давления воды в водопроводе

Для того чтобы пользоваться водопроводом было действительно комфортно, он должен иметь соответствующие параметры и характеристики. Одним из важнейших параметров является давление. От этой величины зависит работоспособность и исправность насоса, газовой колонки, душа, стиральной машины и другого оборудования. Проверить давление воды в водопроводе можно манометром.

Читайте также:  Перестал нормально работать насос "Агидель", в чем причина?

В чем измеряется давление воды

Прежде всего надо разобраться, в чем измеряют давление и как обозначают. Существует несколько единиц измерения:

  • величина водяного столба. Измеряется в миллиметрах водяного столба (мм вод. ст.), показывает давление, оказываемое столбом воды нормальной плотности при температуре 4 ℃;
  • атмосфера техническая (ат) равна давлению одного килограмма вещества на один квадратный сантиметр, 1 ат = 10 м вод. ст. Есть еще атмосфера физическая, которая немного больше (на 0,033) и обозначается «атм.»;
  • бар так и обозначается (в иностранной литературе и документации –BAR). Он равен 1,02 ат, то есть практически одной атмосфере. Эта единица чаще всего используется в технических описаниях приборов и бытовой техники;
  • паскаль (Па или Ра в иностранных источниках) равен давлению силы величиной 1 Ньютон на поверхность с площадью 1 кв. м. В переводе на атмосферы 0,1019 кг/10000 кв. см = 0,00001 ат. Эта единица применяется в основном при проведении научных расчетов и в быту используется редко;
  • фунт на квадратный дюйм – PSI (Pound-force per Square Inch). Равен примерно 0,07 ат. Действительно, 0,454 кг/(2,54 см*2,54 см) = 0,0704 кг/кв. см. Эта единица широко используется за рубежом, а в России известна в основном благодаря шкалам импортных компрессоров для накачки шин автомобилей.

Измерить давление в водопроводной сети можно простым манометром, подключив его в разрыв любой магистральной трубы водопровода или просто к любому водоразборному оборудованию. Самый простой способ измерения – подключить манометр через подходящий переходник к шлангу душевой лейки.

Нормативные требования

Для жилых помещений (квартир и домов) ГОСТом установлено значение давления в системе водоснабжения, при котором должны нормально работать все приборы-потребители. При соблюдении норм обеспечивается максимальный срок службы трубопроводов, кранов, смесителей, другой запорной арматуры.

Важно! Минимальная величина давления в трубах водоснабжения в домах и квартирах должна быть 2 бара.

При таком давлении нормально работает вся бытовая техника, которая использует воду, и комфортно принимать душ из обычного смесителя с душевой лейкой.

Многие современные стиральные и посудомоечные машины, правда, оснащены впускными клапанами, которые отрегулированы и открываются при давлении, намного меньшем. Так, например техника фирм LG, Samsung, Electrolux, Daewoo, Zanussi может работать при давлении в трубе холодного водопровода всего 0,3 бар. Для бытовой техники марок Beko, Ariston, AEG, Indesit, Candy, Whirlpool необходимо давление 0,4-0,5 бара. Это позволяет использовать их в системе водопровода, в которой давление воды ниже нормативного.

Санитарно-техническое оборудование – унитазы, умывальники, мойки – работают при давлении от 0,2 бар, но пользоваться ими будет некомфортно. Вода долго набирается в бачок унитаза, а из крана будет течь тонкой струйкой. В этих условиях нечего и думать о том, чтобы принять душ или воспользоваться гидромассажной ванной. Для комфортного принятия душа необходимо не менее 0,5 бара, а для джакузи — 4,0 бара.

Важно! Максимальное значение давления должно быть 6 бар.

При таком давлении в водопроводе обеспечивается работоспособность всех разборных устройств и труб. При этом остается приличный запас по прочности на случай непредвиденных скачков, ведь бытовые трубопроводы при их изготовлении испытываются давлением 10 бар. Длительная работа бытовой техники и смесителей под давлением более 6 бар приводит к постепенному выдавливанию прокладок, повышенной нагрузке на керамические части смесителей. Поэтому от правильной настройки будет зависеть срок службы элементов системы водопровода.

Понижение и повышение давления

Причин понижения давления в водопроводе может быть множество, и вначале надо их выяснить, а потом уже приступать к устранению.

Независимо от того, идет речь о городских квартирах или о частном доме, частой причиной низкого давления становятся забитые известковым налетом, проржавевшие трубы. Происходит это от старости, когда налет скапливается десятилетиями, и по причине слишком жесткой воды. В этом случае водопровод необходимо менять, по-другому решить проблему низкого напора не получится.

Неплохо будет пригласить сантехника, который проверит состояние фильтра, запорной арматуры, а также сможет правильно измерить водонапорные показатели.

Если трубы относительно новые, но в квартире многоэтажного дома на последних этажах напор слабый, то необходимо обратиться в обслуживающую компанию. Возможно, после проверки в доме потребуется установить насос.

В частном доме или на даче решение проблемы во многом зависит от владельца. Устраивая водопровод, он постарается, чтобы давление соответствовало требованиям нормативных документов и одновременно обеспечивало достаточный уровень комфорта для проживающих.

Для создания необходимого напора можно применить два варианта организации водоснабжения. Первый заключается в использовании водонапорного бака, а второй в установке насосной станции или насоса, повышающего давление воды.

Снизить давление помогает редуктор, установленный на входе водопровода в квартиру (в многоквартирных домах), либо реле, размещенное на гидроаккумуляторе. Регулировку проводят в соответствии с инструкцией. Нельзя снижать давление воды до 1,5 бара, оптимальным считается величина в 3-4 бара.

Водонапорный бак в частном доме

При таком способе обеспечения нормального давления воды используется бак с объемом, примерно равным суточному расходу потребляемой воды в доме. Из него вода самотеком поступает к потребителю по водопроводу. В бак она периодически накачивается насосами из колодца или скважины. Такую систему несложно автоматизировать, смонтировав в баке датчики уровня воды, которые будут подавать сигнал для включения и выключения электрических насосов.

Такая система водоснабжения имеет определенное преимущество. В случае поломки насоса или отключения электричества в баке всегда будет суточный запас воды, доступной для использования.

Существуют в такой системе и недостатки. Устанавливается водонапорный бак на высоте, обеспечивающей давление воды в самой верхней точке разбора не менее 1 кг/кв. см. Для этого емкость должна располагаться на 10 метров выше этой самой точки.

Здесь и возникает главная проблема. Несложно вычислить, что для того, чтобы обеспечить подачу воды на верхний этаж дома высотой 6 метров (обыкновенный двухэтажный дом), необходимо поднять бак на 13-15 метров, так как разборная арматура и бытовая техника расположены на втором этаже. Водонапорный бак придется устанавливать вне здания. Климатические условия большинства регионов не позволят эксплуатировать такой водопровод в зимнее время без тщательного утепления бака и подводящих труб, а также без их обогрева.

Целесообразно применять вариант с водонапорным баком, если спроектировать установку всех потребителей на первом этаже дома, а емкость установить на обогреваемом чердаке или в неиспользуемых отсеках верхнего этажа под кровлей. Так как объем бака достаточно большой, если устанавливать его на жилой площади дома, он может отнимать достаточно много полезного пространства. Но и этот вариант тоже не всегда приемлем.

Насосная станция

Насосные станции для водопровода устанавливаются в технических помещениях домов и обеспечивают доставку воды от источника – колодца или скважины.

Большинство современных станций способно не только доставлять воду в здание, а еще и поднимать ее на верхние этажи. О наличии этой возможности свидетельствует такая характеристика насосной станции, как максимальный напор. Он указывается в метрах.

Если напора, обеспечиваемого насосной станцией, недостаточно для подъема на верхние этажи, устанавливают насосы повышающие давление.

Насосные станции забирают воду из источников через всасывающий рукав, если расстояние до источника и глубина до верха водяного слоя позволяет использовать такой способ.

Для каждой станции указывается глубина всасывания. Это высота столба жидкости, которую сможет поднять насос. Некоторые из них способны поднимать воду самовсасыванием, то есть за счет разрежения, создаваемого в рукаве при включении насоса. Иные модели требуют установки на погруженном в воду конце рукава обратного клапана, обеспечивающего постоянное наличие воды в рукаве.

Большинство насосных станций рассчитаны на подъем воды с глубины до 8-9 метров. Если необходимо поднимать воду с большой глубины, понадобится погружной глубинный насос. Он устанавливается внутри источника и подает воду в водопровод до уровня первого этажа. Дальше в работу включается насосная станция.

Роль гидроаккумулятора

Комплект оборудования насосной станции для частного дома состоит из центробежного насоса и гидроаккумулятора. Последний представляет собой металлический бак, внутри которого находится эластичная мембрана, делящая его на две части. При заполнении одной части водой воздух, находящийся в другой, сжимается. Благодаря этому вода в гидроаккумуляторе и всем водопроводе находится под давлением. В случае невозможности работы насоса какое-то время водой можно пользоваться.

Для обеспечения постоянного и бесперебойного давления в трубопроводе используют дополнительный гидроаккумулятор большего размера, который включают в магистраль.

Горячую воду в частном доме обычно получают путем нагрева холодной воды в водонагревателе, и поэтому давление горячей воды будет равно давлению холодной.

После установки насосной станции необходимо проверить параметры водопровода и отрегулировать их в соответствии с нормами. Возможно, придется уменьшить давление. Чтобы узнать его величину, можно воспользоваться манометром. Регулировка станции осуществляется в соответствии с её руководством по эксплуатации.

Какое давление воды должно быть в системе водоснабжения частного дома и как его отрегулировать

Для комфортного использования водоподающей сети необходим напор водного потока в соответствии с нормативами. Эти показатели влияют на работоспособность и исправность насосного устройства и санитарно-технических приборов. Если знать, какое давление воды должно быть в автономном водопроводе в частном доме, значения реально отрегулировать.

Оптимальные значения для частного дома

Измеряют давление в водоснабжающей магистрали в барах и в атмосферах. Разница в обоих значениях небольшая – до сотых долей единиц. При напоре в одну атмосферу водный поток поступает на высоту до 10 м.

Согласно СНиП 2.0401-85, нормы для холодной воды варьируются от 0,3 до 6 бар, для горячей – от 0,3 до 4,5.

В централизованных магистралях показатель давления обычно соответствует 4–4,5 бара. Этого значения достаточно, чтобы обслуживать многоэтажки. Жильцам частных домов приходится проводить расчеты индивидуально. Если установлено автономное водоснабжение, возможно увеличение показателей напора в водопроводе больше утвержденных в нормативной документации. Они изменяются в диапазоне 2,5–7,5 бар, а порой повышаются до 10 бар.

Стандартные критерии для нормального функционирования трубопровода с напорной помпой находятся в пределах 1,4–2,8 бар, что согласуется с установленными на заводе значениями реле давления.

Определение необходимого напора воды для нормальной работы автономной водопроводной системы выполняется с учетом применяемых сантехприборов:

  • для джакузи потребуется напор в четыре бара;
  • для ванны, душа, приборов для тушения пожара – в полтора бара;
  • для стиральной машины – в два бара;
  • для поливочных работ – в пять бар.

Оптимальное значение рабочего напора для частного дома находится на отметке в четыре бара. Такого напора хватает для нормальной работы всех сантехприборов. Большая часть фасонных элементов, запорной и регулирующей арматуры может его выдержать без поломок.

Если напор будет чересчур большим, особо чувствительные устройства станут ломаться либо некорректно работать. По этой причине он не должен увеличиваться больше отметки 6,5 бар.

Давление в фонтанирующих артезианских скважинах достигает 10 бар. Подобный напор способны выдерживать только сварные соединения, большая же часть фасонных деталей, запорно-регулирующей арматуры под его воздействием выходят из строя, из-за чего появляются протечки на местах их установки.

Как измеряют давление

Для измерения в системе водоснабжения используется манометр. Его устанавливают рядом с водосчетчиком в точке ввода водопроводной трубы в здание. Также встроенным устройством оснащаются обогревательные котлы. Манометр позволяет самостоятельно провести измерения фактических значений и сравнение их с теми, что соответствуют технологическим нормативам и ГОСТам.

Следить за показателями этого прибора требуется регулярно. Ведь при низких значениях водная струя на водопотребителях будет крайне слабой.

Превышение нормативов представляет опасность для сантехнических и бытовых приборов. Водопроводный манометр оснащен измерительной шкалой с максимумом в семь атмосфер: при повышении напора больше этого показателя в сети образуются крупные неполадки. На участках сочленения трубных отрезков возникают протечки, чувствительные элементы ломаются.

Причины повышения и понижения

Наиболее часто низкий напор возникает из-за износа труб водопровода – если они проржавели или забились известковым налетом. Последнее происходит не только с течением времени, но и из-за чересчур жесткой воды. В такой ситуации трубопровод требует замены, другое решение проблемы пониженного напора отсутствует.

К иным причинам того, что нет нормального давления в системе водоснабжения в частном доме, относят:

  • Слабую напорную установку. В нецентрализованных магистралях воду требуется поднять из водоносной шахты и довести до всех водопотребителей, находящихся на различном удалении от насосного устройства и располагающихся на разной высоте.
  • Низкий дебит скважины. Пока шахта заполнена водой, давление в водопроводе падать не будет, но по мере опустошения источника напор станет снижаться, а дальше жидкость перестанет поступать в трубопровод.
  • Открытие всех потребителей одновременно. Это становится причиной снижения напора в магистрали. Поэтому при выполнении проектных работ учитывают общее число водопотребителей, которые можно открыть сразу.

Что касается избыточно высокого давления, оно возникает как из-за неправильно подобранного напорного оборудования – излишне мощного, так и из-за образования воздушных пробок в водоподводящем трубопроводе.

Способы регулировки давления

Уменьшить напор помогает регулировка реле давления. Не допускается снижение менее 1,5 атмосфер, оптимальное значение в 3–4 бара. В идеале стоит установить автоматическую систему, которая будет управлять работой оборудования без вмешательства человека.

Также для снижения напора применяют предохранительные клапаны. При превышении этого значения, компенсатор спускает лишнее количество воды в канализационную систему.

Увеличить давление можно посредством установки:

  • повысительного насосного устройства;
  • гидроаккумулятора с мембраной;
  • накопительной емкости.

Также можно заменить установленное насосное оборудование более мощным.

Включать в разводку повыситель для принудительного увеличения давления рационально, когда имеется достаточный объем жидкости в источнике, но к удаленным либо находящимся на высоте точкам потребления она поступает с большой потерей напора. К примеру, если в здании больше одного этажа. Управление возможно как вручную, так и автоматически. У второго варианта есть существенный плюс – контроль запуска и остановки насоса, когда это необходимо, автоматика осуществляет самостоятельно.

При недостаточном дебите применение повысительного насоса приведет лишь к усугублению проблемы.

В такой ситуации поможет лишь установка мембранного гидроаккумулятора. Резиновая диафрагма разделяет гидробак на два отсека – воздушный и водный. Пространство между мембранной поверхностью и корпусом гидравлического аккумулятора заполняется воздухом под высоким давлением. Благодаря этому водный поток под требуемым напором поступает к каждому потребителю. Подобная схема позволяет исключить напорные перепады и гидроудары, обеспечить бесперебойную работу всех элементов магистрали.

Еще один метод – применение накопительного резервуара большого объема. Если установить его в наиболее высоком месте дома, он будет заполняться посредством основной помпы, а к пользователю поступать самотеком. Но достичь приличного напора в такой ситуации вряд ли получится. Лучше приобрести дополнительный насос для перекачивания жидкости из накопителя. Тогда резервуар можно разместить где угодно, хоть в подвальном помещении.

Прежде чем выбирать способ, позволяющий повысить давление в водопроводной сети, стоит вызвать специалиста. Он проведет проверку состояния фильтрующего элемента, запорной арматуры, а также выполнит правильные измерения напора.

Ссылка на основную публикацию