Насосы

Скважинный насос — один из главных элементов в автономных системах водоснабжения на приусадебных территориях.

Производительность и срок службы насоса для скважины в немалой степени зависят от его правильного подбора и следования правилам монтажа — описание особенностей каждого из процессов представлено в статье.

Общее описание и принцип работы

Скважинные насосы получили свое наименование благодаря основной среде эксплуатации — устанавливаются они исключительно в расположенных на придомовых территориях скважинах, позволяя получать воду с разной степенью загрязненности в зависимости от конкретной модификации устройства.

Общепринятая классификация таких агрегатов базируется на отличии конструктивных особенностей и включает следующие категории устройств:

1. Шнековые.
2. Вихревые.
3. Центробежные
4. Вибрационные.

Принцип работы перекачивающего оборудования в рамках каждой из групп характеризуется специфическими особенностями, описание которых представлено в соответствующем разделе далее.

Обзор насосов для скважин Ватерстрай представлен в этой статье, Унипамп — в этой, Водолей — тут, Сперони — здесь, Беламос — в этой статье. Рейтинг производителей насосов для скважин Водоток и других представлен здесь, Джилекс — в этой, Вихрь — тут, Грюндфос — здесь, Акватек — в этой статье, Акварио — в этой.

Фото

Каким критериям должен соответствовать?

На этапе подготовки к приобретению перекачивающего оборудования необходимо проанализировать следующие параметры скважины:

• производительность, зависящую от характеристик статического и динамического уровней жидкости;
• величину дебита;
• уровень расположения основания днища относительно поверхности земли;
• сечение водоподающей магистрали.

Однако, при его обустройстве собственными силами, владелец загородного участка может выполнить предварительные измерения без привлечения специалистов.

Вычисление статического и динамического уровня воды в источнике

Расчет первого параметра — производительности артезианской скважины, основан на сопоставлении величин статического и динамического уровня жидкости, которые можно определить следующим образом:

1. Статический уровень водного зеркала. Этот параметр описывает предельно возможный объем жидкости в подземном хранилище по отношению к поверхности земли при деактивированном перекачивающем агрегате.

   Оценить его величину можно с помощью пластиковой трубки или другого грузила, привязанного к шнуру достаточной длины.

   До начала замеров рекомендуется выждать минимум 60 минут после завершения работы насоса, после чего определить требуемую дистанцию посредством опускания веревки внутрь скважины — отчетливый «хлопок» о поверхность жидкости будет свидетельствовать о достижении статической границы зеркала воды.

2. Динамический уровень подземного резервуара. Данная характеристика описывает минимально допустимый уровень жидкости при активированном перекачивающем оборудовании и определяется по аналогии с предыдущей, однако в данном случае потребуется предварительное опорожнение скважины с помощью мощного погружного насоса.

   В рамках этой операции агрегат необходимо последовательно опускать на глубину в соответствии с уровнем убывающей воды, после чего провести замеры с задействованием рулетки и провода с грузилом.

Разница между указанными величинами позволит вычислить примерную скорость восполнения водяного столба, которая является определяющим фактором при оценке производительности рекомендуемого к приобретению скважинного насоса.

Так, минимальное расхождение двух характеристик свидетельствует о высоком значении данного параметра для анализируемого резервуара и указывает на возможность применения в них агрегатов, работающих при повышенной номинальной мощности.

Расчет дебита водного источника

Второй параметр, который необходимо принять во внимание перед покупкой насоса для скважины — дебит. Он выступает мерой объема жидкости, которую можно получить из подземного резервуара за определенное время.

Измеряется разными способами — в м3 в сутки, л/мин, и т. п. Оценку дебита можно выполнить визуально посредством сопоставления интенсивности убывания и пребывания жидкости при задействовании мощного насоса, однако более надежным методом является математический.

Он реализуется по такой формуле: Д = В * КПД (Вдин — Вст), где:

• В — высота столба жидкости;
• КПД — производительность перекачивающего агрегата;
• Вдин — динамический уровень зеркала воды;
• Вст — статический уровень зеркала воды.

Алгоритм вычисления дебита проще понять на конкретном примере. В качестве исходных данных для скважины глубиной 50 метров принимаются следующие:

• В = 20 метров;
• КПД = 2 м3/час;
• Вдин = 37 метров;
• Вст = 30 метров.

При расчете по вышеуказанной формуле значение дебита Д1 составит 5,7 м3/час, после чего производится откачка воды насосом с повышенной производительностью (например, 4 м3/час) в целях улучшения характеристик динамического уровня жидкости и выполняется повторное вычисление дебита по аналогичной формуле.

Полученное в итоге значение Д2, составляющее 7,2 м3/час, используется вместе с Д1 для подстановки в итоговую формулу вычисления удельного дебита источника: Дуд = (Д2 — Д1)/(Вдин—Вст).

В результате вычислений, удельный дебит пятидесятиметровой скважины определяется в 0,375 м3/час, что необходимо принять во внимание перед приобретением перекачивающего агрегата. Его максимальный КПД должен быть меньше данного значения на 10-15 %, поэтому в источниках такой глубины рекомендуется монтировать оборудование с производительностью не более 16 м3/час.

Правила выбора сечения

Подбор диаметра перекачивающего оборудования выполняется в соответствии с диаметром обсадной трубы. Применительно к ситуациям покупки погружных насосов наиболее важной является величина внутреннего сечения агрегата — несоответствие двух параметров может привести к проблемам при погружении или сделать его попросту невозможным.

При выборе подобных насосов для малогабаритных скважин следует проявлять максимальную бдительность, а при случайной покупке агрегата 3’’ для шахты с большим диаметром может потребоваться дополнительная установка «рубашки охлаждения» из резины для контроля за температурой электродвигателя.

Дополнительные моменты

При приобретении агрегата поверхностного или глубинного типа также рекомендуется обратить внимание на следующие характеристики:

1. Приблизительный суточный расход воды. Принято считать, что этот параметр составляет порядка 60-70 л на семью из четырех человек, однако, наличие обширного садового участка и домашних питомцев потребует покупки более производительного насоса для покрытия бытовых нужд.
2. Известность бренда. Модели скважинных насосов от популярных производителей обычно характеризуются улучшенными параметрами КПД и максимального напора жидкости, тогда как покупка малоизвестных или дешевых устройств может привести к проблемам в процессе эксплуатации и преждевременному выходу оборудования из строя.
3. Качество использованных при изготовлении материалов. Визуальная оценка на наличие дефектов и трещин корпуса поможет сэкономить семейный бюджет и ограничить круг вероятных негативных последствий при дальнейшем использовании агрегата.

Таблица с описанием усредненных значений расхода воды санитарными приборами в частном загородном доме:

Поверхностные насосы создают при работе повышенный уровень шумового фона, что следует учитывать при размещении такого оборудования в непосредственной близости от жилых построек.

Виды устройств

Перекачивающее оборудование для артезианских источников разделяется на две основные категории в зависимости от места установки:

1. Поверхностные, размещаемые вблизи оголовка скважины на воду, в хозяйственной постройке или кессоне — специальном утепленном помещении, позволяющем сохранять работоспособность насоса зимой.
2. Глубинные (погружные), опускаемые для забора воды внутрь шахты на стальном тросе.

Последняя из представленных групп включает четыре подкатегории, классифицируемые в соответствии с конструктивными особенностями гидротехнических агрегатов — детальное описание каждой из них представлено далее. Подробный обзор видов насосов для скважин представлен в этой статье, что собой представляет ручной насос для скважины на воду — в этой.

Винтовые

Принцип функционирования такого оборудования основан на применении шнеков — винтов, схожих с используемыми в простейших бытовых приспособлениях — например, мясорубке или сверлах для электродрели.

Жидкость в шнековых насосах перекачивается за счет работы винтовой пары — главного элемента конструкции, реализующего ее транспортировку параллельно стенкам рабочей камеры.

Одним из наиболее популярных устройств подобного плана является СНВ-3-65 (СИБРТЕХ 97290) — глубинный трехдюймовый насос от отечественных разработчиков, обладающий производительностью до 1800 л/час при номинальной мощности в 700 Вт.

Сечение агрегата составляет 72 мм, а предельно допустимый напор достигает 65 метров — такие характеристики идеально подходят для получения чистой артезианской воды из скважин, расположенных на садовых участках и придомовых территориях. Цена СНВ-3-65 достигает 4,8-5 тысяч рублей в зависимости от магазина.

О глубинных винтовых насосах для скважины читайте тут.

Вибрационные

Рассматриваемые агрегаты по традиции относятся к категории бюджетных, что в значительной степени обусловлено довольно низким эксплуатационным ресурсом в сравнении с другими типами насосов.

Главным элементом в конструкции таких устройств выступает пластичная мембрана из резины, а перекачка воды осуществляется за счет поступательно-вращательных движений.

Типичный представитель этой категории оборудования — «Вихрь» ВН-1080Н с шестиметровым кабелем и термоизоляцией, вырабатывающий мощность в 280 Вт. Агрегат массой 4 килограмма допускается эксплуатировать в скважинах на приусадебных территориях при глубине погружения до 3 метров, максимальная производительность достигает 35 м3/час, предельный напор — 72 метров. Стоимость «Вихрь» ВН-1080Н обычно не превышает 2,2 тысяч.

Разновидности, критерии выбора, инструкция по установке вибрационного насоса для скважины представлены здесь.

Центробежные

Эта категория характеризуется неприхотливостью и повышенным КПД в сравнении с другими группами устройств, а компактность корпуса позволяет устанавливать гидротехническое оборудование в скважины с небольшим сечением — 8 см и более.

Отдельные модификации центробежных агрегатов допустимо использовать для подъема чистой воды с глубин свыше 100 метров, что выгодно отличает их от других видов насосов.

Vodotok БЦПЭ-75-0,5-32м-Ч с корпусом из нержавеющей стали марки AISI пользуется повышенной популярностью среди владельцев загородных скважин глубиной до 35 метров, позволяя получать чистую воду для бытовых нужд с предельным напором в 58 метров.

Максимальная пропускная способность устройства достигает 2,7 м3/час, при этом характеристики потребляемой и номинальной мощности составляют 680 и 370 Вт соответственно. Примерная стоимость Vodotok БЦПЭ-75-0,5-32м-Ч, в зависимости от точки продаж, варьируется от 7,7 до 8 тысяч рублей.

Обзор центробежных насосов для скважины, советы по выбору, установке представлены здесь.

Вихревые

Основным рабочим элементом таких насосов является крыльчатка, нагнетающая жидкость в формате продольного вихря из внутреннего отсека канала во внешний.

Оборудование характеризуется максимальным КПД благодаря улучшенным параметрам номинальной мощности, однако допускается к эксплуатации только в скважинах с чистой водой и диаметром более 100 мм.

Одним из таких устройств является «Вихрь» СН-100В массой 10,8 кг, работающий при номинальной мощности 1100 Вт и развивающий производительность до 3 м3/час. Гидротехническое оборудование с корпусом из нержавеющей стали можно погружать на предельную глубину до 35 метров.

Производитель рекомендует эксплуатировать его в источниках с низким дебитом. Цена «Вихрь» СН-100В может достигать 14 тысяч, однако во время сезонных распродаж агрегат можно купить за 9-10 тысяч рублей.

Рейтинг насосов для скважины глубиной 50 метров представлен тут, обзор насосов для скважины разных глубин — здесь, обзор скважинных насосов для грязной воды — тут.

Когда нужен поверхностный, а когда глубинный?

При определении идеального варианта оборудования для загородного участка следует учитывать несколько рекомендаций. Так, поверхностные агрегаты желательно эксплуатировать в источниках с глубиной до зеркала воды менее 8 метров, что обусловлено техническими ограничениями на подъем жидкости. Это правило не касается абиссинских скважин — для них оборудование такого плана наиболее совместимо.

Погружные насосы являются оптимальным решением для артезианских или фильтрационных скважин — они характеризуются повышенным КПД и глубиной водозабора, что позволяет избежать возможных проблем при эксплуатации перекачивающих изделий поверхностного типа.

Как устроен, работает глубинный насос для скважины, как правильно его установить своими руками, можно узнать тут, как правильно выбрать и какой насос лучше для скважины на даче и в частном доме — здесь.

Подключение насосного оборудования

Процессы установки погружного и поверхностного оборудования характеризуются рядом отличий, зависящих от условий последующей эксплуатации.

При размещении насоса в подземном пространстве потребуется учесть ряд факторов для продления ресурса изделия, тогда как устанавливаемые на поверхности земли агрегаты менее требовательны к условиям эксплуатации.

Как своими руками установить и подключить насосную станцию для скважины для обеспечения водоснабжения в частном доме и на даче, можно узнать тут.

Поверхностный

Монтаж таких моделей реализуется в кессоне или обособленной хозпостройке в соответствии со следующим алгоритмом:

1. Всасывающий патрубок с достаточной для бесперебойного забора жидкости длиной оснащается резиновым рукавом.
2. Выполняется фиксация обратного клапана с тыльной стороны шланга, после чего устанавливается сетчатый фильтр для задержки мельчайших частиц грязи и ила.
3. После помещения резинового рукава в воду производится тестовый прогон оборудования.

Размещать поверхностные модификации насосов следует на максимально возможной дистанции от шахты, что позволит избежать короткого замыкания электродвигателя из-за попадания влаги.

Глубинный

Установка погружных вариантов несколько сложнее, и требует проведения подготовительных мероприятий в дополнение к описанным для поверхностных насосов:

• тщательной гидроизоляции питающего электрокабеля и последующего закрепления параллельно водоподающей магистрали посредством муфт;
• спуска агрегата вглубь подземного резервуара на тросе из нержавеющей стали, закрепленном на оголовке шахты специальным аксессуаром.

Независимо от типа насоса, перед «чистой» установкой нового агрегата потребуется тщательная прочистка подземного резервуара от загрязненной жидкости — для выполнения этой операции рекомендуется временно арендовать дренажный насос повышенной мощности с улучшенными фильтрационными характеристиками.

Как сделать своими руками?

Ручной агрегат для перекачки жидкости может выступить в качестве альтернативы при отсутствии желания покупки дорогостоящего оборудования, однако производительность такого насоса будет заметно ниже в сравнении с промышленными образцами. Самодельные агрегаты бывают следующих типов:

1. Мембранные. Принцип действия таких изделий основан на модификации объема рабочей камеры при воздействии физической силы.

   Основная сфера применения — откачка жидкостей с высокой концентрацией абразивных веществ.

2. С крыльчаткой. Механизм в форме колеса с лопастями, приводимый в действие за счет вращения рукояти, создает циркулирующий по кругу поток жидкости, который впоследствии выталкивается в выходное отверстие за счет центробежной силы.
3. Поршневые. Конструкция такого агрегата аналогична велосипедному насосу, однако принципиальным отличием здесь является наличие обратного клапана. Используются преимущественно для откачки воды с незначительной глубины.
4. Штанговые. Внутреннее устройство таких самодельных аксессуаров идентично поршневым, однако в данном случае перемещения поршня реализовано исключительно в нижнем отсеке рабочей камеры. Ключевое преимущество штангового оборудования — возможность подъема жидкости с тридцатиметровой глубины включительно.

Алгоритм разработки поршневого насоса своими руками включает следующие этапы:

1. К заготовке из обрезка стальной трубы с внутренним сечением 8 см приваривается выходной патрубок.
2. Добавляются крышки из пластика, стали, древесины дуба или лиственницы, после чего в нижней фиксируется обратный клапан, в верхней — формируется отверстие под шток.
3. Изготавливается поршень круглой формы из любого подручного материала — полученная конструкция дополняется резиновой прокладкой, после чего к ней прикрепляется шток.
4. На насосе фиксируется всасывающая труба достаточной жесткости — для этой цели подойдут заготовки из пластика, металла или армированной резины.
5. Устанавливаются обратные клапаны в поршне и корпусе при обязательной проверке герметичности соединений, что позволит сохранять КПД оборудования на неизменно высоком уровне.

Финальный этап создания самодельного агрегата для дачи предусматривает компоновку отдельных узлов в единую конструкцию. Поршень со штоком размещаются в изначальной заготовке из стали, закрываемой с обеих сторон крышками, рычаг прикрепляется к штоку, всасывающая труба — к нижней части корпуса.

Перечень комплектующих

При размещении скважинного перекачивающего устройства любого типа потребуется подготовить следующие инструменты и материалы:

1. Трос из «нержавейки» и ниппельный переходник для выходного патрубка при отсутствии таковых в заводской комплектации.
2. Электрокабель, длину которого рекомендуется подбирать с запасом.
3. Трубы из полимеров, минимальное сечение которых должно составлять 32 мм для поддержания стабильно высокого напора жидкости.
4. Запорный вентиль, обратный клапан, набор хомутов или фитингов для фиксации отдельных узлов будущей конструкции.
5. Манометр и стальной узел для крепления спускового троса к оголовку скважины.
6. Гидроаккумулятор, концентрирующий определенный объем жидкости для продления ресурса наработки на отказ и сохранения давления в водоподающей системе.
7. Механическое или электронное реле, позволяющее контролировать включение и выключение насоса при изменении давления в системе.

Опциональными аксессуарами в данном случае выступают различные фильтры, пульт дистанционного управления и средства защиты от холостого хода — потребность в их покупке определяется индивидуально в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации и доступного бюджета.

О реле давления читайте тут, тросе — здесь, блоке управления — тут. Обзор автоматики для насоса скважины представлен в этой статье, об обратном клапане — в этой.

Дренажные

Дренажные насосы — это отдельная группа перекачивающих агрегатов для работы с жидкостью, характеризующейся повышенным содержанием примесей и абразивов. Оборудование подобного плана применяется преимущественно для удаления грязной воды из подземных резервуаров, при этом диаметр фильтруемых частиц составляет от 3 до 12 мм.

В числе дренажных насосов, лидирующих по объемам продаж, стоит выделить следующие:

1. KOER KDP 550. Агрегат среднего ценового сегмента мощностью 550 Вт предназначен для откачки бытовых и ливневых стоков с получением на выходе жидкости со средним уровнем загрязненности. Максимальная высота подъема воды составляет 7 метров, пропускная способность — 7 м3/час. Стоимость KOER KDP 550 с годичной гарантией производителя варьируется от 5,8 до 6,8 тысяч рублей в зависимости от наличия скидки.
2. «Вихрь» ДН-300. Бюджетный насос от российских производителей выдает предельную производительность в 11 м3/час (183 л/мин) при номинальной мощности в 300 Вт. Оборудование с функциями защиты от холостого хода и перегрева допускается размещать на глубине до 6 метров, стоимость обычно не превышает 2,5 тысячи рублей.

Для бурения

Гидротехника данной категории включает специальные устройства, используемые для удаления загрязненной жидкости из скважин при проведении первоначальных геологоразведочных изысканий.

Особенности выбора и использования насоса для бурения скважин рассмотрены в этой статье.

Правила эксплуатации

Для сохранения работоспособности перекачивающего агрегата важно следовать ряду рекомендаций:

• при малейшем подозрении на наличие неисправности желательно как можно скорее обратиться в сервисный центр, что позволит избежать финансовых трат на приобретение нового насоса;
• обеспечить должный уровень защиты оборудования — установить кессон и оголовок, изолировать электрокабель от воздействия солнца, а двигатель — от попадания осадков;
• установить стабилизатор, поддерживающий работоспособность устройства при резких перепадах напряжения;
• не допускать использования гидротехнического аксессуара «вхолостую» — современные модели насосов обычно оснащаются специальным защитным блоком, при отсутствии его можно заказать в онлайн- или оффлайн-магазинах.

Владельцу загородного жилья желательно периодически вынимать насос из шахты на поверхность для проверки технического состояния и очистки от загрязнений — делать это необходимо как минимум раз в год.

Замена

Покупка альтернативного перекачивающего оборудования может потребоваться в следующих ситуациях:

• при израсходовании эксплуатационного ресурса, когда наблюдается заметное падение производительности;
• при отказе электромотора, характеризующемся отсутствием напора при наличии шума либо противоположным состоянием — отсутствием звуков при активации насоса;
• при серьезном повреждении агрегата в результате падения на дно шахты из-за неправильной фиксации — например, подвешивании на питающем кабеле вместо стального троса, и т. д.

Рекомендации и инструкция по замене насоса в скважине на воду представлены здесь, как правильно и на какую глубину необходимо опускать насос в скважину на воду — тут.

Ремонт

Наиболее распространенными неисправностями перекачивающих агрегатов являются:

• наличие гула при отсутствии напора жидкости;
• перегрев и чрезмерная вибрация при работе;
• недостаточный уровень напора;
• присутствие посторонних шумов;
• заиливание;
• дефекты кабеля электропитания и внутренних узлов устройства.

Алгоритм действий и конечная стоимость ремонта определяется индивидуально в каждом конкретном случае. Отдельные поломки можно исправить самостоятельно при наличии должного уровня технических знаний, однако при отсутствии уверенности в конечном результате рекомендуется обратиться к специалистам для восстановления работоспособности насоса в кратчайшие сроки.

По какой причине насос не качает воду из скважины, как устранить неисправность, подскажет эта статья, как самостоятельно вытащить насос, если он застрял в скважине — эта.

Заключение

Монтаж насоса для скважины является трудоемкой операцией, требующей от владельца загородного жилья всестороннего учета специфических особенностей источника и сопутствующих факторов окружающей среды.

Учет изложенных в статье рекомендаций позволит подобрать качественное оборудование, которое полностью покроет повседневную потребность в воде при проживании за городом.