Простейший механизм для подъема воды при орошении небольших участков
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 18.09.2024
Погружные насосы
В вопросе подъема воды со значительных глубин нет равных специализированным скважинным и колодезным насосам.
В лагере колодезных насосов наиболее распространен вибрационный механизм гидравлической части насоса. Это довольно простая и недорогая конструкция, обладающая высокой надежностью.
В ней шток, с закрепленным на его конце клапаном, совершает возвратно-поступательные движения с частотой, равной частоте питающей сети. К достоинствам такой конструкции относят:
- возможность подъема воды на высоту порядка 50–60 м;
- относительную дешевизну;
- высокую надежность;
- низкий уровень шума.
Однако есть и недостатки. Вибрационные насосы, в сравнение с другими конструкциями, показывают достаточно низкую производительность, которая, как правило, составляет 3–6,5 л/мин (200–400 л/ч). Другим существенным недостатком является то, что при работе исполнительного механизма насоса его вибрации передаются в окружающую среду, что приводит к подъему ила или песка со дна колодца и их проникновению внутрь насоса, что не лучшим образом сказывается на долговечности агрегата.
Поскольку производительность погружных устройств вибрационного типа невысока, то основная область их применения — подъем воды из скважин или колодцев и перемещение ее в накопительные емкости для последующего использования.
Выше озвученных недостатков лишены насосы, оснащенные центробежным механизмом. В них вода попадает внутрь устройства через центральное отверстие, разгоняется там лопастями турбины и подается в шланг под действием центробежной силы.
Как правило, центробежный механизм используется в скважинных насосах, способных поднять воду с глубины порядка 100 м. — вполне хватит для организации системы водоснабжения загородного дома в несколько этажей и орошения приусадебного участка.
Главное, чтобы запасы воды в скважине или колодце не иссякали.
Конструктивно, что вибрационные, что центробежные насосы бывают двух типов:
- с верхним забором воды;
- с нижним забором воды.
Принципиальной разницы в том, как вода попадает в корпус насосного агрегата, нет, но как показывает практика, насосы с нижним забором — несколько мощней.
Обоим типам погружных насосов присуща одна особенность — корпус агрегата должен быть полностью погружен в воду, поскольку она выступает в качестве охлаждающей жидкости.
Работа насоса без полного погружения в водную среду недопустима! Это чревато перегревом и скорым выходом агрегата из строя.
Дренажные насосы служат в хозяйстве для отвода больших объемов воды. Их стихия — осушение подвалов, удаление воды из колодцев и т.д. Главная особенность дренажных насосов — высокая производительность. Она может достигать более 400 л/мин, а в среднем составляет 100–300 л/мин. Что технически выводит их в лидеры по производительности. В плане быстрой доставки воды до точки водоразбора дренажные решения вне конкуренции, поскольку могут успешно состязаться даже с самыми мощными насосами поверхностного типа. Однако при этом высота подъема невысока. Как правило, этот параметр для дренажных насосов составляет 5–7 м, что неудивительно, ведь предназначены они в первую очередь, для решения локальных задач, что называется, по месту.
Обособленная разновидность дренажных агрегатов — фекальные насосы. В отличие от своих собратьев, их конструкция позволяет перекачивать грязные сточные воды и фекальные массы. Допустимый размер перемещаемых частиц может достигать 50 мм.
Наличие в стане погружных решений дренажных и фекальных насосов выводит всю группу в лидеры при сопоставлении допустимого размера твердых частиц, перекачиваемых насосом без ущерба его работоспособности. Большая часть погружных насосов допускает попадание внутрь механизма твердых частиц величиной до 10 мм, в то время как у поверхностных насосов допустимый размер твердых частиц не может превышать 5 мм.
Поверхностные насосы более требовательны к чистоте воды.
Еще одна разновидность дренажного насоса носит название бочковой насос. Его легко распознать по характерной телескопической трубке, с помощью которой агрегат крепится на резервуаре с водой.
Сам насос помещается в емкость (бак, бочка и т.д.), а к телескопической трубке подсоединяется отводящий шланг для полива.
Для решения задач по благоустройству прилегающей территории служат фонтанные насосы. Это небольшие устройства, обладающие высокой производительностью и способные устремить в воздух струи воды на высоту в несколько метров. Наличие насадок в комплекте позволяет реализовать довольно интересные эффекты из водяных струй и заполучить на участке собственный фонтан, украшающий приусадебную территорию.
О всех разновидностях погружных насосов и критериях их выбора подробней рассказано в гайде.
Поверхностные насосы
Как следует из названия, поверхностные насосы не погружаются в воду, а располагаются в непосредственной близости от места забора воды. Об основных критериях их выбора очень подробно рассказано в статье Клуба.
Данный тип устройств обладает высокой производительностью (в большинстве случаев от 50 до 100 л/мин) и как нельзя лучше подходит для решения задач по поливу и орошению. Производительности насоса с лихвой хватает для нормальной работы различных оросителей, разбрызгивателей и т.д.
А вот высота подъема поверхностных насосов оставляет желать большего. Как правило, величина подъема воды поверхностным насосом ограничена высотой порядка 8–9 м, что не позволяет ему составить достойную конкуренцию погружным решениям, способным поднимать воду с глубины 60–100 м.
В отличие от погружных насосов, в которых используется один шланг, для гидравлического подключения поверхностного насоса потребуется два шланга: всасывающий, через который вода из водоема подается к насосу; напорный, с помощью которого осуществляется транспортировка воды к исполнительным механизмам.
Самовсасывающий — означает, что для работы насоса не требуется внешнее избыточное давление, при правильной подготовке устройства к работе, насос создаст его сам.
Частным случаем поверхностных агрегатов являются циркуляционные и повысительные насосы. Первые, как правило, добавляются в систему автономного отопления дома, для улучшения циркуляции теплоносителя в замкнутой системе. Вторые — для нормализации давления в водопроводе при его недостаточных значениях.
Еще один немаловажный аспект — стоимость насосного оборудования. При сопоставимых характеристиках поверхностный насос всегда будет несколько дешевле, поскольку его конструкция не подразумевает герметизации электрической части аппарата для ее защиты от влаги.
Сложность установки насоса
Для правильного и осознанного подбора подходящего насоса вовсе не нужно быть Нобелевским лауреатом в области математики. Нужно лишь располагать всего несколькими исходными данными. Важнейшее из них — значение высоты подъема воды, которое указывает на способность насоса поднять воду вертикально вверх на необходимую высоту и, исходя из нее, ориентировочно просчитать максимально возможную длину водоводов, при которой работа насоса будет оставаться эффективной.
Транспортировка воды в горизонтальной плоскости требует от насоса значительно меньших усилий, нежели ее подъем, поэтому принято считать, что усилие насоса на перекачку воды в горизонтальной плоскости составляет всего 10 %. Отсюда следует, что для определения способности агрегата транспортировать воду в горизонтальном направлении, протяженность горизонтального участка магистрали следует разделить на 10.
Один метр подъема воды в вертикальной плоскости соответствует транспортировке воды в горизонтальной плоскости на 10 метров.
Т.е. примерно представляя маршрут пролегания водоводов, несложно посчитать необходимое значение высоты подъема для конкретных условий. Для нормального функционирования системы и возможности ее расширения в будущем, к полученной цифре следует добавить примерно 30 % запаса. Итоговая формула выглядит следующим образом:
где hверт — значение высоты, на которую нужно поднять воду при ее извлечении из скважины и доставке на этаж;
hгор — протяженность горизонтального участка водовода.
Такой пример расчета справедлив для погружных насосов. При расчете производительности поверхностных агрегатов, следует учитывать, что в системе имеется еще и всасывающий шланг, потери производительности в котором также следует брать в расчет.
Для всасывающего шланга один метр подъема в вертикальной плоскости равняется пяти метрам транспортировки воды к насосу в горизонтальной плоскости.
Для исключения потерь и излишней нагрузки на механизм насоса, крайне желательно чтобы агрегат был установлен в непосредственной близости от источника воды. Если же по каким либо причинам это невозможно, то следует тщательно рассчитывать высоту подъема в конкретных условиях.
Сам шланг в горизонтальной плоскости должен быть уложен с уклоном минимум 1 % в сторону насоса.
К примеру, всасывающий шланг опущен в колодец глубиной 5 м, а его протяженность до насоса в горизонтальной плоскости составляет 15 м. Простой расчет показывает, что необходимая высота подъема поверхностного насоса должна составлять 8 м (h = 5 + 15/5 = 8), что является граничной высотой подъема для большинства поверхностных насосов. При такой конфигурации и длине всасывающей магистрали можно смело предположить, что эффективность насоса будет понижаться. Насос необходимо ставить ближе к источнику воды. Или рассматривать вариант приобретения погружного насоса.
Как видно из приведенных примеров, нюансы установки есть у обоих типов насосов. У поверхностных насосов — критично расстояние от источника воды. У погружных — длина водоводов и подведение необходимых коммуникаций. На первый взгляд может показаться, что установить погружной насос проще, особенно если отталкиваться от опыта работы с дренажными аппаратами. Когда же речь заходит об обустройстве стационарной скважины, то дело не кажется таким уж простым. Поэтому в этой номинации — боевая ничья.
Итоги
Читайте также: