Инженерные калькуляторы отопление · водоснабжение

Насос скважины

Методика: напор складывается из геометрической высоты подъёма, потерь давления в трубопроводе и свободного напора у самой невыгодной точки разбора — стандартный подход к подбору насоса. Расчётный расход — по СП 30.13330.2020, п. 5.3. Потери — по Дарси — Вейсбаху.

Скважина и трасса

Разбор

Требуемый напор насоса
— м
—
Расчётный расход— м³/ч · — л/с
Геометрическая высота подъёма— м
Потери в трубопроводе— м
Свободный напор у прибора— м
Скорость в трубе— м/с
Удельные потери— Па/м

Как напор зависит от диаметра трубы

О расчёте

Как считается

Насос должен поднять воду, протолкнуть её по трубе и оставить достаточное давление у крана:

H = H_геом + H_потерь + H_свободный H_геом = динамический уровень + высота до верхней точки H_потерь = R · L · ЗК / (ρ · g) — потери на трение с запасом H_свободный — напор, который должен остаться у прибора

Динамический уровень — это уровень воды при работающем насосе, он ниже статического на величину понижения. Именно от него, а не от статического уровня и не от глубины скважины, считается высота подъёма.

Расчётный расход — по нормативной методике СП 30.13330.2020: вероятность действия приборов, коэффициент α по приложению Б, расход q = 5·q₀·α. Подробности — в расчёте водопровода.

Потери на трение считаются по Дарси — Вейсбаху с коэффициентом на местные сопротивления: обратный клапан, фильтр грубой очистки, отводы, счётчик и запорная арматура вместе обычно дают 20–40 % сверх потерь на трение.

Свободный напор 15–20 м у самой невыгодной точки — практический ориентир для комфортного смесителя; конкретное значение задают по требованиям приборов.

Допущения
  • Понижение уровня в скважине принято постоянным. На деле оно зависит от расхода: чем больше отбор, тем ниже динамический уровень, и у слабой скважины это ограничивает подачу сильнее, чем насос.
  • Считается один трубопровод постоянного диаметра до самой дальней точки. Разветвлённая сеть считается по самому невыгодному пути.
  • Местные сопротивления учтены единым коэффициентом. Фильтр тонкой очистки, умягчитель и УФ-лампа дают заметные потери, которые лучше брать из паспортов и добавлять отдельно.
  • Гидроаккумулятор на напор не влияет: он сглаживает включения, а давление задаётся насосом и реле. См. расчёт гидроаккумулятора.
  • Не проверяется допустимая глубина погружения насоса и минимальное расстояние до дна скважины — это требования конкретной модели.
Где может ошибаться
  • Статический уровень вместо динамического — самая частая ошибка. Разница между ними у слабой скважины достигает десятков метров. Считать по статическому — значит выбрать насос, который в работе не додаёт напора.
  • Дебит скважины важнее насоса. Если скважина даёт 1 м³/ч, то насос на 4 м³/ч её просто осушит и будет работать в сухую. Подача подбирается по меньшему из двух: потребности и дебита.
  • Тонкая труба съедает напор незаметно. На 70 м трубы с внутренним диаметром 20 мм при 2 м³/ч теряется около 20 м напора — столько же, сколько свободный напор у крана. Один типоразмер вверх обычно окупается сразу.
  • Водоподготовка не учтена. Фильтр обезжелезивания или умягчитель в момент регенерации может забирать 1–1,5 бар. Если система водоподготовки есть, её сопротивление берут из паспорта.
  • Рабочая точка, а не максимум. Насос с максимальным напором 60 м при расчётном расходе даёт заметно меньше. Смотреть надо на кривую Q–H в точке вашего расхода, а не на цифру из названия модели.