Виды и выбор погружных насосов. Как подобрать скважинный насос?

выбора глубинных насосов для разных видов скважин

Чтобы обеспечить водоснабжение из скважины используют специальную технику для подачи воды. В продаже насчитывается множество моделей такого оборудования с различными параметрами. Какими техническими данными должны обладать глубинные насосы для скважин, как выбрать их правильно?

Общие конструктивные особенности

Все виды погружных насосов для оснащения скважин, как уже говорилось выше, имеют общие конструктивные особенности. Поскольку погружные (или глубинные) насосы в процессе использования размещаются в толще перекачиваемой ими жидкой среды, их оснащают герметичным корпусом, защищающим электродвигатель от контакта с жидкостью.

Корпус погружного насосного оборудования, который у различных моделей может варьироваться по размерам и весу, как правило, имеет вытянутую цилиндрическую форму и относительно небольшой диаметр. Такая форма корпуса глубинных (погружных) насосов оптимально подходит для того, чтобы размещать их в обсадных колоннах, в которых они и находятся в процессе своей эксплуатации.

Вытянутый цилиндр – конструктивная особенность погружных скважинных насосов

К общим для всех типов погружных насосов также относятся следующие конструктивные особенности:

• наличие фильтра грубой очистки, устанавливаемого на всасывающем патрубке (основное назначение такого фильтра заключается в том, чтобы защитить внутреннюю часть устройства от попадания в нее твердых включений, содержащихся в составе перекачиваемой жидкости);
• оснащение обратным клапаном (многие современные модели погружных насосов для скважин имеют такой элемент, который не дает перекачиваемой жидкости двигаться в обратном направлении; если же он отсутствует в базовой комплектации насоса, то его приобретают дополнительно и устанавливают на оборудование, для чего предусмотрено специальное резьбовое соединение).

В верхней части погружных скважинных насосов находятся выходной патрубок, вывод кабеля питания и хомуты закрепления троса

Расчет насоса для скважины

Если экспериментальное определение количества жидкости, откачиваемой электронасосом, не вызывает больших затруднений, то для нахождения нужного напора используют несложные формулы. Есть несколько вариантов формул подсчета напора, один из них выглядит следующим образом:

H(м) = P x 10,2 + Нв + Нп, где

H(м) – определяемая высота подъема жидкости в метрах;

Р – давление, которое необходимо создать в магистрали потребителя, указывается в атмосферах или переводится в бары (bar);

Нв – разность высот между всасывающим фильтром электронасоса и магистралью потребителя;

Нп – потери давления из-за гидравлического сопротивления трубопровода.

Рис. 11 Таблица для расчета потерь в трубопроводе

Выбор подходящего электронасоса для скважины на воду рассмотрим на примере семьи из 5 человек, для обеспечения нужд которых необходим объем подачи около 3 м³/ч, при максимальном давлении в системе 3 бара. Предполагается, что разность высот составляет 30 м, а водопроводная магистраль сделана из пластиковой трубы внутренним диаметром 1″ дюйм (наружный диаметр 32 мм) под стандартный выходной патрубок электронасоса, ее длина составляет 50 метров.

Основную трудность в данных расчетах вызывает определение гидравлических потерь в трубопроводе. Дело в том, что они зависят не только от материала изготовления труб, но и объема проходящий по ним жидкости, поэтому при расчетах данный показатель проще определить в соответствии с таблицей на рис.11.

В колонках указаны два ряда цифр, нас интересует только нижний показатель с обозначением потерь на 100 метровом участке трубопровода (данные приведены в метрах). Для более точных расчетов в таблице указаны потери в коленах, запорной арматуре, тройниках, обратных клапанах (нужный параметр также указан в метрах).

Предположим, что у нас системе находится один обратный клапан, тройник, запорный кран и 3 колена под углом 90 градусов, общая длина потерь на которых, исходя из таблицы, составляет 12 м.

Итак, определяем потери:

Нп = (50 + 12) х 11 \ 100 = 6,82 (м)

И получаем общий результат:

H(м)= 3 х 10,2 + 30 + 6,82 = 67,42 (м)

Чтобы определить, какой насос выбирать, воспользуемся, к примеру, таблицей для моделей Grundfos (рис. 12). Из нее видно, что данному напору и объему перекачки наиболее подходит модификация SQ 3-65. При отсутствии подобных таблиц электронасос подбирают по напорным характеристикам и подаче (точка 1 на рис. 13).

Следует отметить, что чем ближе к центру кривой располагается искомая точка, тем с большей эффективностью (КПД) будет работать подобранный электронасос.

Рис. 12 Таблица для напорных характеристик Grundfos

Расчет дебита(производительности) скважины и подбор насоса.

Какой насос лучше для скважины? Глубинный насос для скважин Скважинный насос.

Как выбрать скважинный насос

Как выбрать погружной насос

Преимущества и недостатки

Погружные насосы для скважин, как следует из названия таких устройств, устанавливаются в толще перекачиваемой ими жидкой среды на небольшом расстоянии от дна подземного источника. Скважинный насос поверхностного типа, в отличие от погружного, располагают на поверхности земли, а забор жидкости из обслуживаемого им подземного источника осуществляется посредством гибкого шланга или специальной трубы. Выбирая насос для оснащения скважин или колодцев, следует учитывать преимущества и недостатки использования как погружных, так и поверхностных гидромашин.

Рассмотрим преимущества применения насосного оборудования погружного типа.

1. Глубинные насосы, находясь в процессе своей эксплуатации в жидкости, создают минимальное количество шума и вибраций.
2. За счет того, что погружные скважинные насосы постоянно находятся в толще жидкой среды, температура которой практически никогда не опускается ниже ноля градусов, такие устройства не подвержены промерзанию.
3. Движущиеся элементы внутренней конструкции погружных насосов охлаждаются перекачиваемой жидкой средой, поэтому риск перегрева таких устройств, который может стать причиной их быстрого выхода из строя, отсутствует.
4. Как промышленные модели, так и бытовые насосы погружного типа отличаются высокой производительностью. Такие устройства способны формировать поток, характеризующийся большим напором. Данное свойство погружных насосов позволяет использовать их для обслуживания скважин, жидкая среда в которых располагается на значительной глубине. В частности, отдельные модели рассматриваемой категории успешно используются для откачивания жидкой среды из скважин, глубина которых превышает 100 метров.

Корпуса погружных скважинных насосов рассчитаны на продолжительный срок эксплуатации

Как у любых других технических устройств, есть у погружных насосов и недостатки.

1. Такие гидромашины довольно трудно устанавливать в скважине. Степень сложности монтажа определяется целым рядом параметров, наиболее значимыми из которых являются глубина скважины, в которой планируется установка такого оборудования, а также конструктивные особенности самого насосного устройства.
2. Для того чтобы выполнить техническое обслуживание или ремонт погружного насоса, его следует извлечь из подземного источника, что также связано с определенными сложностями. В тех случаях, когда погружной насос для скважины располагается в ней на слишком значительной глубине, для его извлечения потребуется несколько человек, обладающих соответствующими навыками.
3. Приводной электродвигатель погружного насоса смонтирован в корпусе самого устройства, располагаемого в скважине на определенной глубине, поэтому для функционирования гидромашины потребуется прокладка надежно защищенной кабельной линии, длина которой будет зависеть от глубины обслуживаемого подземного источника.

Поверхностные насосы

Само название говорит за себя – такая установка для перекачки воды устанавливается вне скважины, на поверхности земли, и соединена с водяным горизонтом трубами или гибкими рукавами.

Казалось бы, у подобной схемы преимуществ намного больше – механизмы всегда на виду, легко поддаются контролю и периодическому обслуживанию, нет нужды протягивать длинные силовые кабели к месту забора воды, беспокоясь о качестве изоляции проводов. Установки — под присмотром или расположены в запираемых помещениях, то есть значительно снижена вероятность их хищения злоумышленниками.

Однако, поверхностная схема установки таит и немало недостатков. Прежде всего, это значительно более скромные показатели по создаваемому напору воды – они просто несравнимы с аналогичными параметрами погружных насосов. Кроме того, нельзя исключать и фактор шумности – установка насосного оборудования в доме, скорее всего, потребует отдельного помещения.

Особенности поверхностных насосов

Принцип работы такого агрегата заключается во всасывании жидкости без погружения агрегата в воду.
Эти приборы отличаются низкой стоимостью и простотой обслуживания, однако они подходят не для всех скважин. Расстояние до зеркала воды не должно превышать 8-10 м. В противном случае производительность прибора резко сокращается. Лучше всего поверхностные устройства подходят для абиссинских скважин (неглубоких и узких).

Еще одним недостатком поверхностных устройств является высокий уровень шума. Для решения такой проблемы специалисты рекомендуют установить поверх агрегата деревянный короб или проводить монтаж в отдельном помещении (подсобке).

Насосные станции с эжектором (инжектором)

А что делать, если все же требуется установка поверхностного насоса, но глубина водозабора составляет от 10 до 25 метров? Выход есть – в этом случае помогут самовсасывающие насосные станции, оснащенныеэжекторным (внешним) или инжекторным (встроенным) механизмом.

В этом случае в системе водозабора образуется дополнительный водяной контур с трубой меньшего сечения, по которому с большой скоростью прокачивается жидкость. Создаваемое ею разрежение в эжекторе создает дополнительное давление в основной заборной трубе.

Это приводит к повышению напора – такие установки могут работать уже на значительных глубинах. Правда, это приводит к общему снижению производительности самого насоса, так как часть воды отправляется обратно для циркуляции по эжекторному контуру. Но «золотую середину», устраивающую и создаваемым водяным столбом, и производительностью, все же нередко можно подобрать.

Еще один большой минус – такие насосные станции даже более шумные, нежели обычные самовсасывающие, то есть обязательно потребуют звукоизолированного помещения.

Если и такой вариант неприемлем, ничего другого не остается, кроме как выбрать насос для скважины погружного типа.

Ручные насосы

Упоминание о знакомых все с детства ручных насосах-колонках, наверное, у многих вызовет улыбку, а между тем они до сих пор активно применяются и, наверняка, у них еще есть будущее. Далеко не во всех ситуациях необходим постоянный приток воды – бывает достаточно возможности ее разового набора (например, точки коллективного пользования — в населенных пунктах, садовых товариществах, гаражах и т.п.). Именно для таких случаев служат ручные насосы, отличающиеся чрезвычайной простотой и надежностью.

Их рабочая схема проста – поршень, цилиндр и два клапана, воздушный и водяной, работающих в противофазе. Мускульное усилие через рычаг передается на всасывающий механизм, что позволяет набрать нужное количество воды.

Никакой зависимости от источника энергии – часто это единственно возможный вариант для организации полива на загородных садовых участках, куда еще не проведено электроснабжение. Необходимо лишь пробурить не особо глубокую и трудоемкую абиссинскую скважину. Установить такую колонку – и вопрос будет решен. Нередко такой насос устанавливают и в общей системе с электрическим, через тройник, с возможностью переключения по мере необходимости – всегда будет резервный источник воды при проблемах с электроснабжением.

Ручная колонка может быть смонтирована непосредственно на скважину (в случае с абиссинским колодцем), либо иметь трубу, опускающуюся в толщу водного горизонта.

Домашние насосные станции

Эта техника уже намного посерьезней, так как адаптирована именно для задач организации автономного водоснабжения в жилом доме. Помимо самовсасывающего насоса, станция обязательно оснащается гидроаккумулятором – мембранным баком определеннойемкости, который будет постоянно поддерживать требуемое давление в домашней водопроводной сети.

Исходя из этого, в общую конструкцию таких станций включены приборы контроля и механизмы управления, включающие привод при падении напора в системе для пополнения водного запаса, и выключающих питание при достижения требуемого уровня давления.

Основные проблемы все же остаются неразрешенными – высокая шумность и недостаточная производительность насосной части станции, не позволяющая поднимать воду со значительных глубин – использование ограничивается забором из абиссинских или песчаных скважин глубиной до 10 метров.

Выпускаются и более современные модели, с полностью электронным управлением и возможностью программирования некоторых эксплуатационных параметров. Такие насосные станции могут быть заключены в полимерный корпус, что отчасти решает проблемы повышенного шума и вибрации.

Самовсасывающие поверхностные насосы

Все остальные рассматриваемые в данной публикации насосы будут с электроприводом. Справедливости ради можно отметить, что существуют и активно используются и насосные агрегаты с силовой установкой на базе двигателей внутреннего сгорания, так называемые мотопомпы, но они не имеют, чаще всего, выраженного бытового применения.

Итак, рассмотрение семейства поверхностных электрических насосов, которые предназначены для забора воды из скважины, стоит начатьс простейших самовсасывающих систем.

Корпус таких насосов никогда не вступает во внешнее соприкосновение с водой и не нуждается в особой защите, что значительно упрощает их конструкцию. С источником воды они соединены рукавами или стационарно проложенными трубами, при этом обязательным условием является наличие обратного клапана – при «завоздушивании» они просто не справятся с задачей.

Системы охлаждения привода на них не предусмотрено, и это является их уязвимым местом – при недосмотре велика вероятность перегрева. Конструкция не имеет особых сложностей, механизмов контроля и управления – только включение и отключение двигателя. Таким образом, для организации системы автоматического контроля за работой водопроводной системы неизбежно потребуется дополнительное оборудование.

Подобные насосы не отличаются высокими эксплуатационными показателями. Средний уровень создаваемого ими напора воды не превышает обычно 8 ÷ 10 метров, чего для организации домашней водопроводной сети будет явно недостаточно. В лучшем случае их можно применить к простейшей системе домашнего водоснабжения – с заполнением накопительной емкости, установленной в верхней части здания, из которой вода поступает к точкам распределения безнапорно, самотеком.

Одним словом, это хотя и недорогой, но далеко не самый лучший вариант для обеспечения жилого дома водой. Сфера применения таких насосов в условиях частного домовладения, скорее, организация временной системы орошения участка из колодца или естественного водоема.

Никого не слушай! Выбери насос САМ!

Основные разновидности

Современные российские и зарубежные производители предлагают для оснащения скважин различные виды погружного насосного оборудования, которые различаются между собой как конструктивным исполнением, так и принципом действия. Выбирая насос из разнообразия предлагаемых на современном рынке вариантов, следует сопоставлять технические возможности таких устройств с задачами, для решения которых их планируется использовать.

Вибрационные

Принцип, по которому работает погружной вибрационный электронасос, заключается в следующем.

• По виткам электрической катушки, которая является основным элементом конструкции такого устройства, пропускается переменный электрический ток, что способствует созданию переменного магнитного поля в ее сердечнике.
• Массивный металлический якорь вибрационного насоса при создании переменного магнитного поля в сердечнике катушки то притягивается к этому полю, то отталкивается от него, совершая возвратно-поступательные движения с определенной частотой.
• Якорь насоса посредством специального штока связан с эластичной мембраной и поршнем, совершающим свои перемещения в рабочей камере. При перемещении поршня вниз жидкая среда из скважины всасывается в рабочую камеру через входной патрубок, а при движении вверх – выталкивается из нее в напорную магистраль.

Устройство погружного насоса вибрационного типа

Поскольку в конструкции вибрационной гидромашины отсутствуют электродвигатель и вращающиеся узлы, такое оборудование отличается высокой надежностью в работе и долговечностью. Между тем, выбирая погружной насос вибрационного типа, следует иметь в виду, что он не может создавать поток жидкости с высоким напором и характеризуется достаточно невысокой производительностью. Кроме того, скважинный насос вибрационного типа из-за особенностей конструкционного исполнения критично относится к твердым примесям, содержащимся в составе перекачиваемой жидкой среды.

Если говорить о достоинствах, которыми обладают вибрационные глубинные насосы для скважин, то сюда следует отнести:

• небольшой вес, что позволяет использовать для размещения такого устройства в подземной скважине даже капроновый шнур;
• невысокую стоимость, выгодно отличающую такие насосы от погружного насосного оборудования любого другого типа.

Бюджетный вибрационный насос «Малыш»

Следует иметь в виду, что при работе устройства данного типа в толще жидкой среды, в которую оно помещено, создаются вибрационные волны, способные привести к разрушению незащищенных стенок скважины и заиливанию перекачиваемой жидкости.

Центробежные

Основным рабочим узлом конструкции центробежных погружных насосов является колесо, на внешней поверхности которого зафиксированы лопатки, перемещающие перекачиваемую жидкую среду по внутренней камере устройства с большой скоростью. При этом на жидкость воздействует центробежная сила, выталкивающая ее через напорный патрубок. При отбрасывании жидкой среды к стенкам рабочей камеры насоса в центре камеры создается разрежение воздуха, способствующее всасыванию очередной порции жидкости через входной патрубок.

Характеристики погружных центробежных насосов для скважин (в частности, создаваемый такими устройствами напор потока жидкой среды и производительность) можно значительно улучшить, если оснастить такое оборудование несколькими рабочими колесами, располагаемыми последовательно на одном валу. В этом случае напор, создаваемый насосным оборудованием, составляет сумму напоров, формируемых каждым рабочим колесом.

Устройство скважинного насоса центробежного типа

Центробежные насосы, относящиеся к наиболее популярным устройствам среди всего применяемого сегодня для скважин погружного насосного оборудования, представлены на современном рынке большим разнообразием моделей, что позволяет подбирать их для различных целей. У центробежных погружных насосов для скважин технические характеристики позволяют создавать поток жидкой среды с высоким напором, а также откачивать жидкость из подземных источников большой глубины и транспортировать ее по горизонтальному участку трубопровода на значительные расстояния. Кроме того, рассматриваемые насосы практически не шумят и не создают в перекачиваемой жидкой среде вибрационных волн.

К недостаткам центробежных погружных насосов для скважин следует отнести:

• достаточно высокую стоимость;
• сложность выполнения монтажных работ (в особенности в том случае, если центробежный насос устанавливается в скважине, характеризующейся значительной глубиной).

Скважинный насос Grundfos SQ 2-85 с кабелем

Винтовые

Погружные насосы винтового типа используются нечасто. Основным назначением таких устройств является перекачивание вязких жидкостей или жидких сред, характеризующихся сильной степенью загрязнения. Главным конструктивным узлом винтовых гидромашин является винт или шнек, который, вращаясь на приводном валу, перемещает перекачиваемую жидкую среду от входного патрубка к напорному. Для того чтобы обеспечить плотное прилегание шнека к внутренним стенкам устройства, в качестве материала их покрытия используют твердую резину.

Среди достоинств винтовых погружных насосов следует отметить их способность поднимать жидкую среду со значительной глубины (порядка 50 метров), а среди недостатков – наличие в их конструкции большого количества точек трения, что способствует интенсивному износу оборудования. Винтовые насосы из-за указанного недостатка нуждаются в более частом техническом обслуживании и ремонте, чем насосные устройства любого другого типа.

Устройство погружного насоса винтового типа

Вихревые

По принципу действия вихревые погружные насосы напоминают центробежные, но превосходят последние в способности создавать поток жидкой среды с высоким напором. Конструктивной особенностью насосов данного типа является наличие специальных канавок на стенках внутренней рабочей камеры, в которых перекачиваемая жидкая среда получает дополнительное ускорение.

Наиболее значимыми преимуществами погружных насосов вихревого типа являются:

• простота конструкции и, соответственно, более низкая цена, если сравнивать такое оборудование с моделями центробежного типа;
• возможность эффективной работы с жидкой средой, в составе которой содержатся воздушные пузыри и пробки (благодаря такому качеству вихревые погружные насосы способны одинаково успешно перекачивать не только жидкие, но и дисперсные среды, содержащие и газовую составляющую).

Устройство скважинного насоса вихревого типа

Основным недостатком вихревых погружных насосов является то, что они очень критично относятся к содержанию в составе перекачиваемой жидкой среды нерастворимых твердых включений. Именно поэтому выбирать насосы данного типа целесообразно лишь в тех случаях, когда в составе жидкой среды, которую предстоит перекачивать с их помощью, таких примесей нет.

Фирмы и производители насосов

На российском рынке насосы для скважин представлены огромным количеством моделей от двух десятков производителей. Подобное оборудование хоть и не керамический кирпич, который производится практически в каждом крупном населенном пункте, но делающих бытовые гидронасосы фирм тоже немало. Причем бренды есть как импортные, так и отечественные.

Среди самых популярных производителей скважинных электрических насосов упоминания стоят:

• ПРОМЭЛЕКТРО с брендом «Водолей» (Россия);
• ДЖИЛЕКС с марками «Водомет» и «Джамбо» (Россия);
• Grundfos (Дания, производство в России);
• Aquario с моделями под брендом «ASP» (Италия);
• Вихрь (бренд российский, производство Китай);
• Wilo (Германия);
• ZDS (Италия);
• Elitech (Китай).

Джилекс Водомет Проф 55/50 — стоимость около 7000 руб (2018 год)

Также в России, Беларуси и КНР есть несколько производителей, выпускающих недорогие глубинные насосы под брендом «Малыш». Конструкция во всех случаях одинакова, а вот качество сборки и комплектующих разные.

Grundfos SQ 2-70 — стоимость около 46000 руб (2018 год)

Если нужен приемлемый по цене и надежный насос для скважины с питьевой водой, то стоит взять «Водолей» или «Водомет». Эта отечественная техника изначально разрабатывалась для российских условий. Немного дороже обойдутся модели от Grundfos или Wilo, признанных европейских брендов. Остальные выигрывают у данной четверки по стоимости либо качеству, но уступают им по сервису.

UNIPUMP ECO-1 — стоимость около 11000 руб (2018 год)

Прежде чем покупать подходящий по характеристикам насос, стоит выяснить адреса нахождения сервисных центров. Помпа для скважины автономного водоснабжения ведь не банальная кровля из профнастила, которой высокотехнологическое обслуживание не требуется. При этом если подобранную модель придется отправлять для ремонта по гарантии почтой через всю страну, то от такого варианта стоит сразу отказаться. Выбрать насос для скважины всегда есть из чего. Аналогов в магазинах полно.

Как правильно выбирать погружные насосы

Как и насос циркуляционный, устройство погружного типа, чтобы обеспечить эффективность его использования, важно правильно подобрать. При этом следует обращать внимание на целый ряд параметров, к которым, в частности, относятся:

• производительность, то есть способность устройства перекачивать определенный объем жидкой среды в единицу времени (выбирая насос по данному параметру, учитывайте, что он должен быть в состоянии обеспечить суммарную потребность в воде, используемой как для бытовых нужд, так и для полива растений на приусадебном участке);
• напор потока жидкой среды, который способен создавать выбираемый насос (данная характеристика измеряется в метрах водяного столба);
• способность гидромашины работать с жидкими средами, в составе которых содержится определенное количество твердых нерастворимых включений;
• размеры насосного оборудования (в частности, его диаметр, который должен соответствовать поперечному размеру конкретной скважины);
• наличие в оснащении погружного насоса для скважины дополнительных устройств, повышающих эффективность работы такого оборудования и продолжительность его безаварийной эксплуатации;
• стоимость оборудования и торговая марка, под которой оно произведено.