Як обрати та встановити свердловинні електронасоси: Поради та Рекомендації
Підбір електронасоса виконується тільки після того, як пробурена свердловина і отриманий паспорт свердловини, в якому вказані:
- Діаметр свердловини
- Глибина свердловини
- Дебіт (подача, м³/год) свердловини
- Статичний рівень води
- Динамічний рівень води
- Розмір і глибина фільтрованої частини свердловини
УВАГА! Якщо планується встановлювати електронасос в колодязь або накопичувальну ємність, на насосі необхідно передбачити встановлення додаткового кожуха охолодження двигуна відповідно до рекомендацій керівництва з експлуатації цього електронасоса.
Розрахунок необхідної об’ємної подачі електронасоса здійснюється, виходячи з сумарної об’ємної подачі усіх точок водоспоживання об’єкту, з урахуванням вірогідності їх одночасного використання по формулі:
Де,
Q - потрібна об'ємна подача електронасоса, л/хв;
q1 - індивідуальна об'ємна подача водорозбірної точки, л/хв;
i - число водорозбірних точок;
Р – ймовірність одночасного використання всіх точок водозабору, в середньому беруться значення інтервалу 0,5…0,7.
Приблизне споживання води різними пристроями
- Умивальник, кухонна мийка, ванна - 6 л/хв
- Туалет - 4 л/хв
- Пральна машина - 10 л/хв
- Душ - 10 л/хв
- Посудомийна машина - 8 л/хв
- Басейн - 15 л/хв
- Поливальний кран - 18 л/хв
Розраховану об’ємну подачу електронасоса необхідно порівняти з дебітом свердловини. Розрахована об’ємна подача не повинна перевищувати значення дебіту свердловини. Якщо цього не зробити, то робота електронасоса призводитиме до зниження динамічного рівня води нижче всмоктувальної частини електронасоса, що може привести до роботи електронасоса без води — «сухий хід». Оптимальним вважається варіант, коли розрахована максимальна об’ємна подача на 10% менше дебіту свердловини. Після визначення необхідної об’ємної подачі електронасоса і відповідності її параметрів параметрам свердловини розраховується максимальний напір.
Hmax=Ps+Hd+He+Hf
Де,
Нmax - максимальний напір, м;
Рѕ – мінімальний тиск, який необхідно створити в системі (приймається 15 м (1,5 бар) для комфортного споживання), м;
На – динамічний рівень води, м;
Не – висота до найвищої точки водозабору, м;
Нf – сума втрат напору по довжині трубопроводу, місцевих втрат на поворотах трубопроводу, трійниках, кранах та втрат на фільтрах.
Місцеві втрати можна приймати рівними 15-20 % від втрат напору по довжині
Втрати напору на фільтрах залежать від типу та габаритів використовуваних фільтрів і вказуються в паспортах на встановлені фільтри. В середньому може складати від 0,5 до 1,5 бар.
Знаючи основні робочі параметри електронасоса Q і Hmax, можна здійснити підбір електронасоса, керуючись напірними графіками і таблицями для конкретних моделей. Тут слід пам’ятати, що, по-перше, в автономних системах водопостачання при збільшенні витрати води зменшується тиск в системі, а по-друге, в статичному стані системи, коли усі крани водоспоживання закриті, тиск в рідині передається на всі боки однаково і навіть у найдальшої точки водоспоживання воно максимальне з урахуванням висоти розташування.
Виходячи з цього і здійснюється підбір моделі електронасоса, у якій в зоні можливих подач (робочий діапазон) крива залежності напору від об’ємної подачі має ще не пологий вигляд, оскільки найбільш частий вихід з ладу двигунів свердловинних електронасосів відбувається при роботі електронасоса з об’ємною подачею близькою до максимальної. В той же час деякий допустимий приріст у водоспоживанні унеможливить нестачу води.
Приклад:
Необхідно розрахувати параметри свердловинного електронасоса, який міг би забезпечити автономне водопостачання двоповерхового котеджу, в якому кухня, два санвузли, душ, ванна, посудомийна і пральна машини і один зовнішній кран на вулицю з витратою 1080 л/год. Мінімальний необхідний тиск 1,5 бар, відмітка найвищої точки водорозбору 5 м.
Приклад:
Необхідно розрахувати параметри свердловинного електронасоса, який міг би забезпечити автономне водопостачання двоповерхового котеджу, в якому кухня, два санвузли, душ, ванна, посудомийна і пральна машини і один зовнішній кран на вулицю з витратою 1080 л/год. Мінімальний необхідний тиск 1,5 бар, відмітка найвищої точки водорозбору 5 м.
1. Визначаємо необхідну об’ємну подачу електронасоса з урахуванням коефіцієнта одночасного водозабору:
Q = (6+2x4+10+6+8+10+18) x 0.6 = 39.6 л/хв ≈ 40л/хв або 2.4 м3/год
2. Визначаємо втрати напору по довжині трубопроводу:
Hf1 = 2.290 x 0.6 x ((36+20)/100)=0.77 м
3. Визначаємо місцеві втрати:
Hf2 = 0.77 x 0.2=0.15 м
4. Втрати на фільтр за завданням складають 0,1 бар або 1 м водного стовпа
5. Разом загальні втрати:
Hf = 0.77+0.15+1.0=1.92 ≈2 м
6. Визначуваний Максимальний напір для необхідної об’ємної подачі:
Hmax=15+30+5+2=52 м
Також слід врахувати, що статичний тиск , який сворюється електронасосом в системі, буде 5 атмосфер і для запобігання виходу з ладу обладнання, не розрахованого на такий тиск (пральна і посудомийна машини, можливо деякі системи), знадобиться встановлення редукторів тиску для зниження напору.
Для нормального функціонування свердловинного електронасоса, систему водопостачання з їх використанням необхідно оснащувати гідроакумуляторами необхідного об’єму і пускозахисною автоматикою.
Використання гідроакумулятора гарантує, що витоки в системі і мала витрата води не приведуть до занадто частого вмикання-вимикання електронасоса, а в тандемі з реле тиску він компенсує гідравлічні удари в системі, а реле буде управляти вмиканням-вимиканням електронасоса в комфортному діапазоні тиску
Перед монтажем свердловинного електронасоса необхідно перевірити, чи не можуть виникнути труднощі при опусканні його у свердловину, у зв’язку з нерівностями, місцевими звуженнями і викривленнями обсадної труби. Вільний прохід обсадної труби повинен, у будь-якому випадку, бути більше максимального зовнішнього розміру свердловинного електронасоса, враховуючи електрокабель.
При великих діаметрах свердловини і перекачуванні води зі збірних резервуарів відсутній рух потоку води знизу, необхідний для охолодження двигуна (тільки для електронасосів із забірним вікном, розташованим в середній частині електронасоса). У таких випадках електронасос повинен монтуватися в спеціальному кожусі, який гарантує обмивання двигуна водою з достатньою швидкістю.
Під’єднання електрокабеля до двигуна повинне здійснюватися за допомогою спеціальної водонепроникної кабельної муфти термоусадочного або заливного типу для електронасосів з недостатньою, в окремому випадку, довжиною кабелю або які комплектуються 2 м кабелю.
На нагнітаючому патрубку електронасоса необхідно встановити зворотний клапан. Щоб уникнути гідравлічного удару. Рекомендується встановлювати зворотний клапан через кожні 10 м вертикальної труби.
Кабель доцільно кріпити до водонапірної труби спеціальними хомутами з інтервалом не більше 2 м. При кріпленні кабелю до водонапірної труби він не має бути сильно натягнутий, але і не повинен провисати. Він повинен легко рухатися уздовж трубопроводу щоб уникнути розриву кабелю живлення.
При зануренні електронасоса у свердловину слід дотримуватися особливої обережності, щоб не пошкодити кабель. Ні в якому разі не слід піднімати або опускати електронасос за кабель та/або за напірний трубопровід.
Відстань між електронасосом і дзеркалом води не має бути більша вказаної на табличці електронасоса, наприклад, 5 м — це означає, що електронасос можна заглибити у воду не більше ніж на 5 метрів.
Відстань, між електронасосом і динамічним рівнем води повинно бути не менше 1 м. Проте ця відстань може мінятися залежно від дебіту, діаметру свердловини, і об’ємної подачі електронасоса. Відстань від електронасоса до дна свердловини має бути не менше 1 м.
Внутрішній діаметр трубопроводу необхідно підбирати так, щоб гідравлічні втрати напору на тертя в трубах були мінімальні. Тому його умовний діаметр не має бути менше діаметру напірного патрубка електронасоса.
Оскільки у свіжопробурених або довго не працюючих свердловинах виникає небезпека захоплення великих об’ємів забруднень, рекомендується, при введенні свердловини в експлуатацію, передусім, зробити ґрунтове відкачування електронасосом - тобто тривале відкачування без зупинки з фільтрацією піску, який відкачали. Оскільки при зупинці електронасоса пісок, що міститься в зваженому стані у воді, випаде в осад між робочим колесом і дифузором і при повторному вмиканні електронасос може не запуститься (це стосується свердловин з позитивним дебітом тобто дебіт свердловини більше або дорівнює об’ємній подачі електронасоса).
Оскільки електрокабель занурювального електронасоса постійно знаходиться в зануреному стані, він має бути стійким до дії рідини, що перекачується, а також до її температури. Крім того, якщо вода, яка перекачується електронасосом, використовується в харчових цілях, електрокабель для електронасоса повинен також задовольняти гігієнічним вимогам по використанню матеріалів, що контактують з питною водою
При виборі поперечного перерізу електрокабеля повинні виконуватися наступні вимоги:
1. Кабель повинен вибиратися з розрахунку на максимальний струм електродвигуна
2. Поперечний переріз повинен вибиратися настільки великим, щоб падіння напруги по довжині усього кабелю було в допустимих межах (не перевищувало 4 %).
При підборі перетину кабелю можна скористатися наведеними нижче таблицями
Підключення занурювальних свердловинних електронасосів, оснащених однофазними електродвигунами, здійснюється згідно з схемою, вказаною в керівництві або в додатку до керівництва або на корпусі двигуна електронасоса.
Однофазні двигуни забезпечені вбудованим тепловим реле (окрім моделей зі встановленим струмовим реле у пульті керування), яке відключає двигун при перегріванні, що виникає при його перевантаженні або неприпустимо високій температурі робочої рідини.
Якщо у електродвигуна спрацював тепловий захист, його вмикання відбудеться тільки після достатнього охолодження.
Такі вбудовані теплові реле відключають електронасос при критичних перевантаженнях електронасоса. Для недопущення критичних перевантажень двигуна необхідно встановити станцію захисту і управління. При нестабільній напрузі живлення необхідно встановити стабілізатор напруги.
Для запобігання ураженню електричним струмом у разі поломки двигуна електронасоса необхідно встановити ПЗВ, що спрацьовує при струмі витоку не більше 30 мА (пристрій захисного відключення).
Якщо є вірогідність роботи електронасоса без води, необхідно передбачити захист електронасоса від «сухого ходу».
Увага! Підключення заземлення є обов’язковим (жовтозелений провід).
