Какое давление нужно чтобы поднять воду

Повышение давления воды

Вода из крана бежит слабой струйкой. Такое бывает особенно часто летом в жаркий день, когда все, как по команде, принялись поливать огороды.

Причин слабого напора в кране может быть две: Низкое давление воды, приходящей в дом, или проблемы в самой системе водоснабжения. Для того, чтобы контролировать давление воды на входе в дом, после вводного крана устанавливается манометр.

Конечно, если давление на входе в дом нормальное, а вода из крана бежит еле-еле, то виной, не дай бог конечно, могут быть забитые трубы, но чаще всего причины банальны — устранить, которые понадобится несколько минут. Итак поехали.

Слабый напор? Устраняем банальные причины

Часто причиной слабого напора из крана умывальника или кухонной мойки может быть засорение сетки аэратора. Это деталь, которая навинчивается на носик смесительного крана и служит для формирования более мягкой, насыщенной пузырьками воздуха, струи. Отвернув аэратор, мы увидим с внутренней стороны сетку её и необходимо очистить от грязи, промыв под струёй воды.

Нередко виновником низкого напора является засорившийся механический фильтр, который установлен на входе в дом после отсечного крана. Некоторые даже не подозревают о его существовании. Для его чистки необходимо перекрыть воду, а затем вывернуть крышку фильтра грубой очистки. Внутри находится металлическая сетка. Следует извлечь её из корпуса и хорошенько промыть.

Если в Вашем доме установлен фильтр тонкой очистки со сменным картриджем, то его засорение также может являться причиной слабого напора. В этом случае картридж меняется на новый.

Наконец, источником проблемы может быть неисправный водосчетчик. При заклинивании его пропускная способность резко падает.

Ну, а если манометр в системе водоснабжения показывает давление ниже 1 атмосферы, то проблему решают следующими способами.

Все просто — ставим повысительный насос

Решить задачу, повысить напор в системе водоснабжения, проще всего с помощью недорогого насоса, который так и называется — повысительный. В зависимости от мощности, такого рода насосы могут повысить давление в системе водоснабжения от 0,8 до 2 атмосфер. Внешне этот аппарат похож на циркуляционный насос, который устанавливается в системах отопления, но принцип действия у него иной. Он имеет два режима работы — ручной и автоматический. Как правило, в системах водоснабжения для повышения давления используют именно автоматический режим. Насос, в этом случае, включается и выключается по потоку. Как это работает? Когда водоразбора нет — насос выключен, как только Вы открываете кран через насос начинает проходить вода, и встроенный датчик потока даёт ему команду на включение. После окончания водоразбора поток воды через насос прекращается и он выключается.

Преимуществ у повысительного насоса много: простота монтажа, низкая цена и бесшумность при работе. К тому же, ему не нужно устройство защиты от сухого хода, ведь, когда нет воды, он вообще не включится, так как через него не будет протока.

Бывает, что вода есть, но давление её настолько низкое, что стиральная и посудомоечная машина, в которых стоят датчики минимального давления, не работают. В этом случае покупка повысительного насоса — выход из положения. Цены на бытовые повысительные насосы Вы можете посмотреть на этой странице.

Монтаж насосной станции это решение проблемы

Повысительный насос это хорошо, но есть у него один недостаток, который делает его бесполезным в некоторых ситуациях. Всё дело в принципе его включения. Ведь, чтобы он заработал, нужен хотя бы минимальный поток. Представим ситуацию, когда давление настолько мало, что вода есть только в подвале и не может подняться даже до 1 этажа. Тогда открыв кран, в доме никакого движения воды не будет, и повысительный насос не включится. В этом случае на помощь приходит самовсасывающая насосная станция. Она способна работать даже при нулевом давлении в системе водоснабжения, более того, этот аппарат способен высосать воду из магистрали и повысить давление в Вашей системе водоснабжения до необходимых значений.

Но есть у этого способа повышения напора и свои недостатки — прежде всего это шум при работе. Хорошо, если станция установлена в подвале, а спальня находится на втором этаже. Мало приятного просыпаться ночью от звука работающего насоса, когда кто-то из членов семьи смыл унитаз. Хотя бывают насосные станции, работающие почти бесшумно. Более подробную информацию об этом Вы можете найти перейдя на эту страницу.

Вторым недостатком использования насосных станций является необходимость защиты их от работы без воды. Да, воду могут отключить полностью, и в этом случае станция включится и не будет выключаться пока не сгорит. Для защиты насоса применяется специальное устройство, называется оно реле сухого хода. Принцип действия его прост, при падении давления ниже критического оно выключает насос (это реле может быть встроено в насосную станцию). Когда вода есть, станция поддерживает давление от 2 до 3 атмосфер, когда же её отключили, давление падает ниже 1 атмосферы и реле обесточивает станцию. Ну всё разобрались! Покупаем насосную станцию, ставим защиту от сухого хода и радуемся жизни. Но не все так просто! В такой системе возможны ложные срабатывания. Вы спокойно купаетесь в душе, жена моет посуду, а тёща решила в этот момент полить огород. Водоразбор в этом случае резко возрастёт, а давление в системе упадёт до значения срабатывания реле, которое вырубит насосную станцию. Придется перезапускать заново.

Знающие люди могут возразить. Но ведь есть более современные насосные станции без гидроаккумулятора, которые включаются по давлению, а выключаются по потоку? Например, бесшумная станция Booster Silent, в ней встроена защита от работы всухую и никаких ложных срабатываний никогда не бывает. Да, все верно, с этим тут все в порядке. Но есть одно, НО! При использовании насосных станций такого типа бывает, что давление в системе водоснабжения поднимается до недопустимо высоких значений. Пример: Для повышения напора на вводе установлен насос Booster Silent 5м с максимальным напором 55 метров, текущее давление в системе водоснабжения 3 атмосферы, когда мы осуществляем водоразбор давление в системе падает включая насос. Теперь вопрос — после того, как мы закроем кран, когда выключиться насос? Угадайте с трех раз. Все правильно, тогда, когда накачает максимум, который сможет, а именно 5,5 атмосфер. А теперь добавим сюда еще 3 атмосферы, которые и так были в системе. Получаем 8,5 атмосферы — это недопустимо много, смесители и гибкие подводки могут не выдержать. В этом случае, давление необходимо понижать установкой еще одного устройства — редукционного клапана.

И последнее, при применении такого рода насосов есть еще и моральный аспект, о котором сказано ниже.

Система с накопительным баком решает две задачи

Конечно, установка насосной станции это решение проблемы низкого давления воды. Но стоит не забывать, что насосная станция причинит неудобство Вашим соседям. Ведь включаясь, она повышает давление у Вас, но понижает его в магистрали. Поэтому, у живущих рядом людей и без того низкий напор может упасть до нуля. К тому же, есть вероятность того, что они тоже поставят насос мощнее Вашего. Что же делать, если не хотите причинить неудобства окружающим? А к тому же, Ваш сосед дядя Вася — милейший человек, который каждую осень помогает Вам копать картошку. Выход есть — установка накопительного бака. Ночью, когда водоразбор минимальный, вода накапливается в этой ёмкости. А летним днём, когда все пошли поливать, у Вас уже есть необходимый запас воды.

Накопительную ёмкость оборудуют системой автоматического наполнения. Для этих целей используют поплавковый клапан или соленоидный клапан в паре с поплавковым выключателем. Поплавковый клапан — это простой механический прибор, который перекрывает воду тогда, когда накопительная ёмкость наполнится. Такой же схожий по принципу механизм устанавливается и в унитазный бачок. Установка соленоидного клапана с поплавковым выключателем значительно дороже. Но эта система имеет свои преимущества. Более подробно об этом Вы можете прочитать здесь. На выходе из накопительной ёмкости ставится уже знакомая нам насосная станция, которая создаёт необходимое давление в системе водоснабжения. Следует отметить, что стоит защитить насосную станцию от работы в сухую в том случае, если бак полностью опустошится. Проще всего это сделать с помощью того же поплавкового выключателя.( Более подробно ознакомится со способами защиты насоса от сухого хода Вы можете, прочитав эту статью). Кроме того, при использовании накопительной ёмкости, есть ещё один большой плюс. Вода, хранящаяся в накопительном баке, освобождается от неприятных запахов сероводорода и аммиака, а растворённое железо, нередко содержащееся в водопроводной воде, частично окисляется и падает на дно ёмкости, превращаясь в ржавчину.

Ну, а что же недостатки. Самый главный недостаток — это громоздкость такой системы. Ведь, чтобы её установить, нужно использовать не меньше 1,5 м2 полезной площади.

И ещё, на бескрайних просторах интернета, Вы сможете найти кучу материалов, примерно с таким названием. «Как повысить давление воды без насоса» и подобных. Суть там сводится к следующему: вместо насоса в систему водоснабжения врезается гидроаккумулятор большого объёма. Не стоит этот вариант рассматривать, как серьёзный. Нужно понимать, гидроаккумулятор не способен увеличить давление, он способен только лишь накопить какое-то количество воды, находящейся под давлением. Причем, объем этот не так велик, как кажется. Например, установив гидроаккумулятор объемом в 100 литров, Вы будете иметь в запасе около 45 литров воды, помыться и то не хватит!

Надеемся эта статья была Вам полезной. Удачи и берегите себя!

Источник

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 H_max = 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 H_потр = (15 . 30) м.

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

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

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

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

H_пот — суммарное гидравлическое сопротивление по всей длине L_тр 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 L_тр 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 k_зап = 0,8 … 0,9 = (80 … 90) % от суммарного максимально возможного водопотребления.

Источник