Как подобрать насосную станцию?

Насосные станции предназначены для автоматического водоснабжения и повышения давления в системе индивидуального водоснабжения частного дома. В зависимости от глубины залегания воды они могут быть собраны на базе поверхностного или погружного насоса.

рис.1а Насосная станция с поверхностным насосом
(Дом расположен вблизи воды)

рис.1б Насосная станция с погружным насосом
(Дом расположен на возвышенности относительно воды)

Станцию можно подобрать и купить готовую в сборе, укомплектованную помимо насоса необходимыми аксессуарами: гидроаккумулятором от 2 литров (24, 50, 100 и более), реле давления или электронным блоком управления и прочими комплектующими.

рис.2 Станция водоснабжения с поверхностным насосом

рис.3 Станция водоснабжения с погружным насосом

Можно скомплектовать и собрать её самостоятельно. Методики подбора поверхностных и погружных насосов и станций на их основе приведены в статьях Виды и выбор поверхностных насосов и Как подобрать скважинный насос?

Производители выпускают много вариантов готовых бытовых станций водоснабжения на базе поверхностных насосов и почти не выпускают готовых станций с глубинными насосами.
Причина проста.
Всё дело в перепаде уровня залегания воды относительно поверхности земли. Если любой поверхностный насос, всосав воду с глубины до 9 метров должен вытолкать её на высоту 2-3 этажа (4-7 метров: 0,4-0,7 атм) и создать в магистрали давление 2-3 атм. при производительности 1-3 м³/час, то такие же характеристики должен создать в магистрали и глубинный. Следовательно разброс их необходимых характеристик сравнительно невелик и можно комплектовать поверхностные насосы остальными комплектующими станции. Упрощённо: есть постоянный спрос на бытовую поверхностную станцию напором 2,5 атм. и производительностью до 3 м³/час с двумя гидроаккумуляторами 24 и 50 литров. Такую станцию можно ставить на поток и комплектовать 3-5 модификаций.
Совсем не так обстоит дело с глубинниками.
Глубинный должен вытолкать воду с уровня её залегания до поверхности земли. А разброс этих глубин весьма велик: от тех же 9-10 метров до 100-150 и более метров.
Сами же глубинники – многоступенчатые. На каждые 10 метров напора добавляется две ступени и соответственно повышается цена.
Выпускать широкий ассортимент собранных недешёвых глубинных станций 10-15 наименований с несколькими видами гидроаккумуляторов, не будучи уверенным в реализации – экономически невыгодно.

Подбор станций

Подробнее рассмотрим как подобрать готовую станцию на базе поверхностного насоса. Задаёмся условным примером расположения станции на базе поверхностного насоса по рис.1а.

Пример

– глубина водозабора 8 метров,
– высота подъёма h_п = 2,5 метров;
– длина трубопровода по горизонтали от источника до насоса l₁= 6 метров;
– длина трубопровода по горизонтали от насоса до самой дальней точки водоразбора l₂ = 10 метров;
– планируемая максимальная производительность 1,5 м³/час;
– планируемое давление 2 атм = 20 метров водяного столба

Ищем: станцию на базе насоса, с глубиной всасывания 8-9 метров,
имеющую в рабочей точке напор более Н = 2,5 + (6/4+10/10) + 20 = 25 метров и
производительность более 1,5 м³/час.

Помним, что максимальные паспортные значения напора и подачи заметно выше, чем в рабочей точке.
Переходим в раздел Насосы, насосное оборудование \  Насосные станции и задаём требования по трём параметрам с запасом и цене:
– напор Н_макс = 40 (минимальное значение – от 33 метров);
– производительность Q_макс = 3,6 м³/час;
– высота всасывания – 9 метров (максимально возможная для поверхностных насосов);
– максимальная цена – до 10 000 рублей.
Сайт по этим параметрам выдаёт 7 вариантов станций. Добавляем все семь станций в список сравнения.
Ниже приведены результаты сравнения за исключением одинаковых или малоинформативных с точки зрения подбора характеристик.

Детальная картинка
Название	Насосная станция Unipump Акваробот JS 100-24. Код 11595	Насосная станция Unipump Auto Jet 60 S. Код 5373	Насосная станция Unipump Auto Jet 80 L. Код 9798	Насосная станция Unipump Auto Jet 80 S. Код 9796	Насосная станция Termica APS 80. Код 5792	Насосная станция Termica APS 80 INOX. Код 5793	Насосная станция Wilo PW-175EA. Код 9269
Страна производства	РОССИЯ	РОССИЯ	РОССИЯ	РОССИЯ	КИТАЙ	КИТАЙ	РЕСПУБЛИКА КОРЕЯ
Мощность, кВт	0.75	0.45	0.6	0.6	0.8	0.8	0.125
Максимальный напор, м.	40	33	38	38	38	38	35
Максимальная производительность, куб. м/час	3,6	2,4	3	3	3,2	3,2	2,1
Максимальное рабочее давление, атм.		6	6	6	6	6	4
Максимальная высота всасывания, м.	8	8	8	8	8	8	9
Допустимое содержание мех. примесей	меньше 100 г/куб.м	меньше 100 г/куб.м	меньше 100 г/куб.м	меньше 100 г/куб.м	чистая жидкость без примесей	чистая жидкость без примесей	чистая жидкость без примесей
Материал корпуса	Нержавеющая сталь	Чугун	Чугун	Чугун	Чугун	Нержавеющая сталь	Чугун
Материал раб. колеса	Латунь	Пластик	Латунь	Латунь	Пластик	Пластик

Анализируем в паспортах характеристики напор-производительность предложенных станций.

Из них делаем вывод, что только станция Акваробот JS 100-24 полностью обеспечивает заданные требования в рабочей точке: при производительности 1,5 м³/час даёт напор 28,5 метра при требовании 25 метров.
Остальные (Auto Jet 60 S, 80S) не дают нужного напора. Из общей таблицы характеристик видно, что ещё несколько станций удовлетворяют заданным требованиям. На сайте они не были предложены, так как имеют напор 43 и 53 метра при заданном в поисковой таблице напоре 40 метров.

Если по каким-либо причинам Вам требуется поменять комплектующие:
- увеличить объём или изменить ориентацию гидроаккумулятора на вертикальную, добавить датчик сухого хода, можете сформировать свою собственную комплектацию, отталкиваясь от предлагаемой в примере станции.
Также можно поступить, конструируя собственную станцию.

Установив цену повыше от 10 до 20 тыс. руб. видим ещё два предложения:

Детальная картинка
Название	Насосная станция Pedrollo HYDROFRESH JSWm 1BX-N - CL 24. Код 15275	Насосная станция Espa ASPRI 15 R 3М Pressdrive. Код 11624
Страна производства	РОССИЯ	ИСПАНИЯ
Мощность, кВт	0.48	0.6
Максимальный напор, м.	37	34
Максимальная производительность, куб. м/час	3,6	3,6
Максимальная высота всасывания, м.	9	9
Материал корпуса	Чугун	Чугун и нержавеющая сталь
Материал раб. колеса	Нержавеющая сталь	Нержавеющая сталь

Они также чуть не дотягивают по напору. Но если Ваши требования выставлены с запасом, то эти две станции имеют неоспоримые преимущества: одна – чисто испанская, а Pedrollo – только собрана в России, но полностью из итальянских комплектующих.

Задаём напор от 44 до 45 м и отпускаем максимальную цену.
Нам сайт предлагает ещё две европейские станции Grundfos.

Детальная картинка
Название	Насосная станция Grundfos JPA 4-47 PT-H. Код 10710	Насосная станция Grundfos SCALA2 3-45. Код 10468
Страна производства	ВЕНГРИЯ	СЕРБИЯ
Мощность, кВт	0.85	0.58
Максимальный напор, м.	44	45
Максимальная производительность, куб. м/час	3.6	4.8
Максимальное рабочее давление, атм.	8	10
Максимальная высота всасывания, м.	8	8
Материал корпуса	Чугун	Технополимер Noryl (PPO)
Материал раб. колеса	Технополимер Noryl (PPO)	Технополимер Noryl (PPO)
Гарантия с момента продажи	2 года	5 лет
Особенности	– Самовсасывающий центробежный моноблочный насос; – мембранный напорный бак 20 л	– Постоянный напор всех потребителей системы при переменном расходе. – Низкий уровень шума 47 Дб; – Защита от «сухого» хода; – Защита от цикличности; Комплектация: – преобразователь частоты; – интеллектуальный блок управления; – датчик давления; – встроенный мембранный бак 0,65 л; – обратные клапаны на входе и выходе
Расходно-напорные характеристики	рис.4 Расходно-напорные характеристики JPA PT	рис.5 Расходно-напорные характеристики SCALA2

Обе станции обеспечивают требуемые параметры.

Scala 2 в сравнении с большинством автостанций водоснабжения уникальна тем, что обеспечивает постоянство давления одновременно 8-ми точкам водопользователей при произвольно меняющемся разборе воды.
Имеет не напорно-расходную кривую (рис.4), а напорно-расходную область (рис.5).
– Низкий уровень шума 47 Дб; (приглушенный разговор/шум посудомоечной машины)
– Защита от «сухого» хода;
– Защита от цикличности;
Комплектация:
– преобразователь частоты;
– интеллектуальный блок управления;
– датчик давления;
– встроенный мембранный бак 0,65 л;
– обратные клапаны на входе и выходе.
При таких неоспоримых преимуществах Scala2 стоит своих денег.

Перейдём к автоматическим станциям водоснабжения с погружным насосом.

Готовых, подходящих разным потребителям для подъёма воды с зеркала залегания на разные высоты от 10 до 100 и более, как упоминалось выше, не выпускается за редким исключением.
Поэтому оттолкнёмся от условного примера стации на базе скважинного насоса, приведённого на рис.1б.
Определяем взаимное расположение мест потребления на участке, в доме и насоса в скважине или колодце, задаём требования к водопотреблению:

1. Высоту подъёма воды насосом от зеркала до самой высокой точки водоразбора h_п, м;
2. Длину горизонтального участка трубопровода от вертикали расположения насоса до самой дальней точки разбора l, м.
3. Планируемое давление в системе водоснабжения P, атм;
4. Максимальный объём потребления воды Q, м³/час.

Насос (станция) должен создать напор, позволяющий поднять воду по вертикали от зеркала до самой дальней точки разбора, преодолеть гидравлическое сопротивление горизонтального участка водопровода и создать заданное давление в дальней точке разбора.
При перемещении воды по горизонтали происходит потеря создаваемого насосом напора из-за гидравлического сопротивления трубы.
При сечении трубопровода равным сечению выходного патрубка насоса расчётное значение потерь обычно принимается примерно равным:
– 1/10 длины трубопровода от насоса до самой дальней точки водоразбора. Это часть напора, теряемая насосом при выталкивании воды по горизонтальному участку. На эту величину следует увеличить расчетное значение напора для компенсации указанных потерь.
С учётом сказанного, будущий насос должен развивать напор не менее:

Далее переходим к подбору конкретного насоса или автоматической станции.

Основные параметры насосов

• максимальный напор H_max, метр – максимальная высота, на которую насос может поднять жидкость от выходного патрубка при нулевой производительности.
• максимальная подача Q_max, м³/час – объём жидкости, подаваемой насосом в трубопровод в единицу времени при нулевом напоре;
• качество перекачиваемой воды, которую допускается перекачивать выбранным насосом.
  Оно оценивается количеством примесей, г/м³ – от простых взвесей до абразивных, вплоть до песка.
  Для большинства скважинных насосов вода должна быть чистой, с небольшим содержанием примесей не более 100 г на 1 кубометр.

Последняя характеристика очень важна. Ошибка может привести к быстрому выходу насоса из строя. Также загрязненная вода может негативно отразиться на работе устройств, установленных в доме:
– смесители;
– электроводонагреватель;
– стиральная или посудомоечная машины.
Возможно, потребуется установка водоочистительных фильтров.

Максимальные напор H_max и подача Q_max, указанные в паспорте насоса, это крайние значения его характеристик. Реально насос осуществляет транспортировку жидкости в, так называемой, «рабочей точке» напорной характеристики. Она отражает конкретные условия эксплуатации. Правильнее сказать: в рабочем диапазоне напорно-производительной характеристики. Потому что подача – не стационарная величина, а меняющаяся во времени, в зависимости от количества подключённых к насосу пользователей и их меняющегося потребления.

Рассмотрим рабочий пример для нашей схемы расположения станции по рис.1б:

Для нашей схемы расположения насоса на рисунке выше:
– высота подъёма h_п = 50 метров,
– длина трубопровода по горизонтали от насоса до самой дальней точки водоразбора l = 10 метров;
– максимальный объём потребление Q = 1,8 м³/час,
– планируемое давление в системе P – 2 атм = 20 метров водяного столба.

Будущий насос должен обеспечивать в рабочем диапазоне напор, рассчитанный по формуле {1}:
H_рт = h_п + 1/10 х l + P = 50 + 1/10 х 10 + 20 = 71 метр
и обеспечивать желаемую производительность (подачу):
Q_рт =1,8 м³/час.
Значения рабочих характеристик обычно примерно на 15-30% ниже максимальных паспортных:
H_рт= H_max х (0,85…0,7);
Q_рт= Q_max х (0,85…0,7)

Соответственно для требуемых в рабочей точке значений напора и производительности следует искать насосы, обеспечивающие максимальные паспортные значения:
H_max = H_рт/0,85… H_рт/0,7=1,18 H_рт…1,43 H_рт или H_max = 1,18…1,43 х 71 = (84…102) метров;
Q_max = Q_рт/0,85… Q_рт/0,7=1,18 Q_рт…1,43 Q_рт или Q_max = 1,18…1,43 х 1,8 = (2,2…2,6) м³/час.
Эти значения максимального напора и максимальной производительности (подачи), указываются в обозначении насоса (станции), или в технических характеристиках паспорта.

Для некоторых насосов указываются не максимальные значения параметров, а значения напора и подачи в рабочей точке, что удобнее для подбора.
В паспорте же приводится подробная характеристика насоса в графическом или табличном виде от нулевых до максимальных значений.
Рассматриваем в качестве возможного претендента для примера 4" погружной насос Pedrollo 4BLOCKm 2/13.
В паспорте для него указаны характеристики близкие к требуемым расчётным:
– максимальные напор Н = 90 метров и
– максимальная производительность - 3,6 м³/час.
Графическая характеристика приведена ниже.

Приведём два рисунка с указанием основных комплектующих для создания станции автоматического водоснабжения на базе глубинного насоса.
Сам насос уже подобран. На рисунках 7а, 7б показаны остальные комплектующие, необходимые для функционирования станции. Все они есть в ассортименте Вариант-А.

рис.7а Станция водоснабжения со скважинным насосом

рис.7б Станция водоснабжения со скважинным насосом

Как насос, так и комплектующие станции – примерные. Их можно поменять на другие, аналогичные, с подобными или лучшими характеристиками.

Правильно подобранный и установленный насос или станция водоснабжения надежно обеспечит Вас водой.

Перейти в раздел «Насосные станции» →