Вибір, встановлення та введення в експлуатацію занурюваного насосу

Спеціалізована насосна компанія "ТЕХНОМАШ" пропонує статтю:

Вибір, встановлення та введення в експлуатацію занурюваного насосу

Нажаль, з жодним видом насосів не відбувається стільки відмов та виходів з ладу, як із занурюваними свердловинними насосами.

Причина не в якості обладнання, а в тому, що проектування та підбір здійснюють не завжди професійні проектувальними, а самі власники приватних будинків або недостатньо кваліфікований персонал монтажних організацій.

Звідкіля, наприклад, неспеціалісту знати, що двигун підібраного з великим запасом насосу може згоріти, якщо під час монтажу і налаштування системи не вивести насос у робочий діапазон.

Сподіваємось, що ця стаття допоможе читачам уникнути подібних помилок.

Визначення параметрів

В усіх випадках, для правильного вибору насосу, перш за все, необхідно визначити його робочі параметри – розхід (Q) та напір (H).

Необхідний розхід (витрати) води визначається із сумарної продуктивності всіх водорозбірних точок об’єкту, з урахуванням ймовірності їх одночасного використання.

Під час спрощеного розрахунку можливо користуватись наступними нормами водоспоживання для сантехнічних приладів:

• умивальник – 60 л/год.,
• зливний бачок унітазу – 83 л/год.,
• кухонна мийка – 500 л/год.,
• душ – 500 л/год.,
• ванна – 300 л/год.,
• поливальний кран – 1080 л/год.,
• полив газонів та квітників вимагає 3-6 м³ води на один м², витрати при цьому залежать також від способу зрошування та інтенсивності поливу.
• сауна або лазня вимагає близько 1000 л/год.

Для розрахунку необхідного напору використовується формула:
Нтр = Нгео + S + Нсвоб, де
Нгео – висота вводу трубопроводу в будівлі відносно динамічного рівня води у свердловині (чисельне вираження динамічного рівня води повинно завжди бути присутнім у паспорті свердловини);
S – сума втрат напору на тертя у трубопроводі та місцеві опори (арматура, фасонні деталі, фільтри і т.д.);
Нсвоб – напір, який необхідно створити на вході в будівлю, з розрахунком забезпечення на найбільш віддаленій та найвище розташованій водорозбірній точці тиску 0,5 атм.

Параметри свердловини є принципово важливими для користувача, оскільки використовуються під час розрахунку необхідного напору та робочої характеристики обраного насосу. В паспорті свердловини буровиками повинні бути зазначені такі параметри, як статичний рівень, динамічний рівень, дебіт свердловини. Ці дані визначаються експериментально організацією, яка проводила бурові роботи. Вочевидь, результати розрахунку виявляться неправильними, якщо під час визначення динамічного рівня свердловини використовувався насос свідомо меншої потужності, ніж це вимагається для водопостачання об’єкту, відповідно до запитів споживача. І хоча на швидке отримання офіційного паспорту артезіанської свердловини користувачеві розраховувати складно (це державний документ, який вимагає великої кількості дозволів та погоджень), необхідно вимагати надання, разом з актом виконаних робіт, детальних даних про свердловину, в тому числі – дізнатись і про потужність насосу, яким здійснювалось відкачування води під час визначення динамічного рівня. Укладаючи договір на бурові роботи, необхідно звертати увагу на наявність ліцензії у підрядника.

Лише серйозні компанії завжди після завершення робіт надають клієнтові гарантію та детальний паспорт свердловини, де чітко прописані всі вищезгадані характеристики, а також діаметр обсадної колони, перелік пройдених ґрунтів, відомості про пробне прокачування свердловини і т.д., – аж до марки насосу.

Параметри необхідних Q та Н для додаткового обладнання (джакузі, миюча машина, розбризкувачі, "дощовики" і т.д.) зазначаються виробниками. При встановленні водоочисних фільтрів враховуються втрати насосу (як правило, близько 2 атм.) і витрати води на їх промивання. Для басейну вказується лише тривалість його наповнення.

Приклад розрахунку

Початкові дані:

Вимагається забезпечити водопостачання заміської ділянки з двоповерховим котеджем (кухня, два санвузли і душ з гідромасажем потребують витрат води 1 м3/год. і напору 4-5 атм.), гаражем, будинком для обслуговуючого персоналу (містить санвузол), лазнею, басейном на 45 м³, поливом території, системою очищення води. На ділянці постійно проживає сім’я з чотирьох чоловік і дві людини з числа персоналу. Для водопостачання ділянки пробурена свердловина глибиною 80 м; діаметр обсадної колони – 150 мм; статичний рівень – 46 м; динамічний рівень – 50 м; розхід, виміряний при відкачуванні – 3,5 м³/год.

Розрахунок споживання води:
Із врахуванням норм витрат води (див. на початку статті) отримуємо сумарний розхід та напір споживачів:
Qсум = 500 + 3 ґ (60 + 83 + 500) + 1000 + 1000 + 2 ґ 1060 = 6500 л/год. = 6,5 м³/год.
Нтр = 50 + 8 + 20 + 2 + 30 = 110 м

Через неможливість і недоцільність використовувати всі водорозбірні точки відразу, можна визначити необхідний розхід як 5 м³/год.

Цим забезпечується достатній розхід для кухні, одного санвузла і поливу. (Мається на увазі, що господарі не будуть одночасно з поливом території з обох кранів використовувати лазню та приймати ванну, митися в душі і наповнювати басейн.) Для забезпечення тиску на поливальні установки і гідромасаж дешевше використовувати окремі насоси – це дозволить не тримати під високим тиском весь водопровід і зробить роботу занурюваного насосу більш стабільною, а систему – гнучкою та незалежною (за допомогою додаткового насосу завжди можна отримати високий тиск у будь-якій точці розбору). Басейн буде наповнюватись вночі. При цьому за допомогою засувки на оголовок необхідно "задроселювати" насос (створити додатковий опір), щоб при роботі по заповненню басейну подача не перевищувала допустимої – 6,5 м³/год.

Якщо потужність насосу завищена

Самостійний вибір насосу замовником, який пред’являє завищені вимоги з розходу та напору, часто призводить до вибору насосу надто великої потужності. Як зазначалось раніше, при встановленні моделі завищеної потужності можливі ускладнення.

По-перше, оскільки при такому виборі номінальна подача значно перевищує середні потреби у воді, насос буде працювати в режимі частих включень/виключень. Компанії-виробники допускають до 20-30 включень насосу в годину, але лише протягом однієї години на добу, при загальному обмеженні – 60 циклів за день. У будь-якому разі, часті включення негативно впливають на ресурсові роботи електродвигуна і пускової автоматики. Для уникнення цього необхідне встановлення мембранного баку великого об’єму.

По-друге, при завищеній потужності насосу, як наслідок, буде завищеним і тиск води на вході в будинок. В момент пуску такого насосу неминуче будуть виникати сильні гідравлічні удари. Деяка апаратура може бути просто не розрахована на такий тиск (посудомийні та пральні машини, змішувачі), буде необхідне додаткове встановлення редукторів тиску для зменшення напору.

По-третє, під час наповнення басейну насос буде працювати на "відкриту трубу", не створюючи при цьому тиску. В таких умовах спостерігається велика витрата води при мінімальному тиску. Робоча точка насосу зміщується на кривій характеристики вправо, в область, яка не відповідає робочій зоні насосу (мал. 2). Потужність на валу буде максимальною, і при тривалій роботі в такому режимі двигун вийде з ладу.

Наслідком застосування насосу із завищеною потужністю буде загальне подорожчання всієї системи, яке викликане застосуванням більш потужної електротехнічної апаратури, матеріалів і апаратури з великим допустимим робочим тиском, збільшенням діаметрів трубопроводу і свердловини, а також подорожчанням очищення води.

Якщо номінальна подача насосу перевищує дебіт свердловини, необхідне встановлення додаткового захисту по "сухому ходу". Дроселювання і налаштування насосу призведуть до перевитрат електроенергії.
Інакше кажучи, при забезпеченні можливості одночасного використання всіх водорозбірних точок шляхом встановлення насосу завищеної потужності, вартість системи водопостачання зростає. При цьому реальне водоспоживання буде значно меншим.

Тому, хоча кінцевий вибір завжди залишається за замовником, дешевше і правильніше обирати насос із врахуванням реальних потреб та за допомогою спеціалістів. Задовольнити вимоги користувача до системи водопостачання, при дотриманні правил її монтажу і експлуатації, можливо, обравши оптимальний у цій ситуації насос з пологою робочою характеристикою.

Монтаж насосу і введення в експлуатацію

У будь-якому випадку, який насос не був би обраний, під час монтажу необхідно вивірити його робочу точку в усіх можливих режимах роботи. Під час введення в експлуатацію необхідно заміряти подаваний розхід (визначається за швидкістю заповнення будь-якої ємності відомого об’єму, наприклад, бочки), створюваний тиск (за показами манометра на оголовку) та струм споживання (заміряється струмовими щипцями).

Отримані характеристики звіряються з паспортними даними насосу за каталогом.

При перевищенні робочих параметрів (як правило, деякий запас потужності передбачається, наприклад, для подальшого встановлення фільтрів) необхідно прикрити засувку на виході зі свердловини, створити додатковий місцевий опір, достатній для встановлення правильної робочої точки – середини характеристики Q (Н).

Монтаж, як і вибір насосу, повинні здійснювати підготовлені спеціалісти, монтажна компанія повинна мати ліцензію на встановлення цього обладнання.

Захист свердловинного занурюваного насосу

Ще перед вибором і придбанням насосу необхідно отримати точні відомості про напругу електроживлення на об’єкті. Це особливо важливо у разі вибору імпортного насосу. Все обладнання, яке поставляється з-за кордону, відповідає, в першу чергу, промисловим нормам країни-виробника. Так, для всіх німецьких насосів допустиме відхилення напруги в електричній мережі від номіналу складає від +6 до -10%. Не зважаючи на всі вбудовані захисти, насос не передбачений для роботи від мережі з напругою нижче 200 В, всі можливі просадки і стрибки напруги негативно позначаться на ресурсі роботи електродвигуна. Тут необхідно передбачити регульований захист по напрузі у складі панелі керування, а для трьохфазних насосів – також від не повнофазних режимів роботи. Не рекомендується встановлювати потужні однофазні насоси. Пусковий струм двигуна потужністю 2,2 кВт може перевищувати номінальний у 4,4 рази! Для стабілізації напруги в межах робочого діапазону при таких стрибках необхідно мати стабілізатор з п’ятикратним запасом потужності (точніший вибір проведуть виробники стабілізаторів).

Інколи для користувача виходить дешевше забезпечити на об’єкті електроживлення в 380 В, аніж коректну роботу однофазного насосу.

За статистикою, близько 85% відмов відбувається саме з електричною частиною насосу. Основною причиною є міжвиткове замикання обмоток статора внаслідок перегріву через гідравлічне перевантаження, або під час роботи на пониженій або стрибкоподібно змінюваній напрузі. І того, й іншого можливо уникнути, якщо встановити належний струмовий захист. Звичайний пускач зі струмовим захистом цілком справляється з цим завданням, проте деякі монтажники забувають зробити налаштування на необхідне значення по струму. Результат такої халатності нескладно підрахувати: доведеться заплатити за підйом насосу зі свердловини, його ремонт (ціна нового двигуна), за повторне опускання насосу та його введення в експлуатацію. Сума може перевищити вартість нового насосу.

Словник термінів:

Напір – надлишковий тиск, який створюється насосом.
Розхід – об’єм води, який перекачує насос за одиницю часу.
Робоча точка – точка перетину кривої характеристик насосу Q (H) з характеристикою опору трубопроводу SQ2, яка відповідає діючим значенням напору і розходу під час роботи на конкретну систему водопроводу.
Дроселювання – створення додаткового опору на напірному трубопроводі.
Робоча характеристика – графік залежності робочих параметрів насосу – напору та розходу Q (H).
Потужність на валу – споживана насосом потужність.
Статичний рівень – постійний рівень води у свердловині.
Динамічний рівень – рівень води у свердловині, який встановлюється під час відкачки питомого розходу.
Дебіт свердловини – стабільний розхід води, який забезпечується свердловиною.

---

<<< Повернутись