Установки повышения давления воды. Насос для повышения давления воды: калькуляторы расчета необходимого давления для насоса в доме Калькулятор экспериментального определения давления в водопроводе
«За всё время работы наша компания произвела огромное количество насосных станций, насосных установок пожаротушения и повышения давления. Все они работают как в системах автоматического водоснабжения, так и пожаротушения промышленных и жилых зданий, посёлках и многих других. Квалифицированный подход и техническое сопровождение каждой единицы изготовленного оборудования на протяжении всего цикла эксплуатации, позволяет добиться отличных результатов в его работе на объектах заказчика».
Устройство и принцип работы
Установка повышения давления воды - насосное оборудование предназначенное для создания надёжной системы водоснабжения. Как правило, в состав такого оборудования входит: группа одинаковых насосов, подающий и напорный коллекторы, накопительный гидробак, шкаф автоматики управления, трубопроводная арматура (клапаны, задвижки и пр.), а так же датчики давления и стрелочные манометры. Главная задача установки – реализация заложенного алгоритма по поддержанию давления в напорном коллекторе, при котором обеспечивается максимальный КПД работы. Существуют и гибридные установки водоснабжения и пожаротушения, в них объединены две данные функции работы.
Все выпускаемые насосные станции и установки способны решать задачи водоснабжения любой сложности и объёма.
Инструкции по эксплуатации и технические характеристики насосных установок можно найти в соответствующих им разделах нашего сайта.
Возможные режимы работы
- Непрерывный режим - один или несколько насосов, в течении длительного промежутка времени, находится постоянно в работе;
- Периодичный режим - поддержание уровня в резервуаре;
- Неравномерный режим - поддержание заданного давления при переменном расходе;
- Кратковременный режим - работа в режиме «Пожаротушение» (для гибридных систем).
Структура
- Всасывающий (входной) коллектор;
- Гидроаккумуляторный бак на выходе;
- Напорный коллектор;
- Группа одинаковых насосов;
- Шкаф автоматики управления;
- Клапаны и задвижки.
Синонимы
- Бустерная насосная станция.
Насосные станции пожаротушения
Устройство и принцип работы
Оборудование применяется в системах пожаротушения для ликвидации очагов возгорания. Алгоритм работы установок и станций пожаротушения базируется на принципе запуска основных насосов или жокей-насоса (насос с небольшой производительностью для компенсации утечек) при условии падения давления в напорном (пожарном) трубопроводе и(или) наличии сигнала от узла контроля. Если в режиме пожаротушения давление в контролируемом трубопроводе превышает заданное значение, то насос останавливается. При последующем падении давления будет осуществлён повторный запуск насоса. Когда в системе используется жокей-насос и в случае падения давления ниже определённого уровня и за заданный промежуток времени он не смог компенсировать падение, то в работу включаются основные насосы.
Преимущества
- Цветной графический сенсорный экран с интуитивно понятным интерфейсом;
- Адаптивная система настройки работы системы;
- Наличие автоматического ввода резерва (АВР);
- Контроль линии сигнализации на обрыв и короткое замыкание;
- Контроль силовых линий на обрыв;
- Ведение журнала отказов и событий.
Возможные режимы работы
- Кратковременный режим - работа в режиме «Пожаротушение».
Открываешь кран – а вода из него вытекает вялой струей. Помыть руки или сполоснуть посуду, с горем пополам, еще хватает, но вот принять полноценный душ – уже не получается. Еще хуже дело обстоит со сложной бытовой техникой – газовый водонагреватель просто не запускается, а на дисплеях стиральной или посудомоечной машины высвечивается пресловутый «Error».
Ситуация весьма печальная, но, увы, достаточно распространенная. В большей степени с ней сталкиваются жильцы квартир городских многоэтажек – в пиковые часы водоразбора давление в водопроводе на верхних этажах резко падает. Но ничуть не застрахованы от подобного и владельцы домов «на земле», подключенных к городским сетям водоснабжения – приходится признать, что качество услуг коммунальных служб нередко еще очень далеко от приемлемых показателей. Значит, необходимо принимать какие-либо меры.
Казалось бы – выход очевиден. Необходимо установить насос для повышения давления воды, и проблема уйдет сама по себе. Однако, подобная мера нередко становится «половинчатым решением», то есть не снимает вопрос полностью. А в ряде случаев установка только лишь подобного насоса и вовсе становится бесполезной тратой денег, так как требуется более глубокий, системный подход.
В технической документации насосного оборудования, в статьях и описаниях на эту тему, на шкалах приборов могут применяться различные единицы давления в водопроводе. Чтобы сразу внести в это вопрос ясность, приведем небольшую табличку, которая поможет ориентироваться в дальнейшем:
Бар | Техническая атмосфера (ат) | Метр водяного столба | Килопаскаль (кПа) | |
---|---|---|---|---|
1 бар | 1 | 1.0197 | 10.2 | 100 |
1 техническая атмосфера (ат) | 0.98 | 1 | 10 | 98.07 |
1 метр водяного столба | 0.098 | 0.1 | 1 | 9.8 |
1 килопаскаль (кПа) | 0.01 | 0.0102 | 0.102 | 1 |
Слишком высокая точность на бытовом уровне нам не потребуется, поэтому для оценки своих условий, с вполне допустимым уровнем погрешности, можно обойтись и приблизительным соотношением:
1 бар ≈ 1 ат ≈ 10 м вод. ст. ≈ 100 кПа ≈ 0,1 МПа
Итак, какое давление считается нормальных для водопроводной домашней сети?
В соответствии с действующими нормами, конечному потребителю вода должна подаваться под давлением около 4 бар. При таком напоре будет обеспечена работа практически всех существующих сантехнических и бытовых приборов – от обычных кранов и сливных бачков до гидромассажных душевых кабинок или ванн.
Однако, на практике столь ровное давление встречается крайне редко. Причем, отклонения в меньшую или большую сторону бывают весьма значительны. И то, и другое явления могут серьезно повлиять на корректную работу домашней системы водоснабжения. Так, при превышении порога в 6÷7 бар возможны появления разгерметизации на соединениях труб, на запорно-регулирующей арматуре. При скачках до 10 бар появляется высокая вероятность более серьезных аварий.
Но с повышенным давлением бороться, в принципе, несложно – достаточно установить на входе в дом или квартиру специальный прибор, редуктор, который будет выравнивать напор во внутренней разводке водопровода, и исключит явления гидроударов. При правильных выборе или настройке редуктора во всех точках водоразбора будет поддерживаться оптимальное значение давления воды.
Гораздо острее проблема стоит, если отмечается систематическая недостаточность давления воды в системе. И вот здесь для начала стоит попробовать разобраться, что же является причиной такого явления. Ну а для этого необходимо, прежде всего иметь ясное представление, какое давление в вашем локальном домашнем водопроводе, изменяется ли оно в зависимости от времени суток или точки водоразбора, как обстоят дела, например, у соседей по лестничной площадке и по стояку – сверху и снизу. Такая информация во многом сможет прояснить картину.
Проще всего, конечно, давление замерять с помощью обычного манометра. Стоит такой прибор не столь дорого, и есть смысл установить его стационарно на входе в квартиру или в дом. Еще лучше – смонтировать на входе сетчатый промывной фильтр грубой очистки воды со встроенным манометром – решается сразу две проблемы. Останется лишь в течение определенного периода регулярно снимать и записывать показания примерно четыре раза в стуки – в пиковые часы потребления вечером и утром, в «нормальном» дневном и в ночном режиме. Затем можно будет провести предварительный анализ ситуации.
Можно иметь в хозяйстве или арендовать у знакомых переносной манометр. Его несложно временно подключить, например, с помощью гибкой подводки, к водяным розеткам смесителей или даже непосредственно к изливам, если позволяет резьбовое соединение.
Можно изготовить и самодельный простейший манометр, который несмотря на примитивность конструкции, тем не менее способен дать весьма точные результаты.
Для изготовления такого прибора потребуется прозрачная пластиковая трубка длиной порядка 2000 мм. Диаметр ее большого значения не имеет – главное, чтобы было удобно выполнить герметичное с=ее соединение со штуцером, который будет накручиваться, например, на излив крана вместо насадки-рассекателя.
Трубка перед началом замера присоединяется к крану (в принципе, это может быть и любая другая водяная розетка) и располагается вертикально. Производится кратковременный пуск воды, а затем добиваются такого положения, чтобы уровень жидкости примерно находился на одной горизонтальной линии с точкой подсоединения, чтобы со стороны крана не было воздушной прослойки (показано на схеме – левый фрагмент). В этом положении замеряется высота воздушного участка трубки (h o ).
Затем верхнее отверстие рубки плотно закрывается пробкой, чтобы не допустить выпуска воздуха. Кран открывают на полную. Вода, сжимая воздушный столб, поднимется. Когда положение стабилизируется, через минуту-другую, останется замерить высоту воздушного столба экспериментальную (hэ ).
Имея эти два значения, несложно вычислить давление по следующей формуле:
Рв = Ро × (h o / hэ)
Рв – давление в водопроводе в данной точке.
Ро – исходное давление в трубке. Не будет большой ошибкой принять его за атмосферное, то есть 1.0332 ат.
ho и hэ – значения высоты воздушного столба, полученные экспериментальным путем
Калькулятор экспериментального определения давления в водопроводе
Водопроводная система представляет собой совокупность различных агрегатов и устройств, для обеспечения водой частного дома, квартиры, предприятия. Одним из элементов такой системы, это установка повышения давления жидкости. Низкое давление воды в трубе, вызывает нарушения в функционировании бытового домашнего или производственного оборудования. Данные ситуации могут случиться не только в частных домах, но и в помещениях, которые подключены к централизованному водоснабжению. Дорогостоящие стиральные и моечные машины, сантехнические приборы, связанные с жидкостью, могут сломаться от перепадов напора. Чтобы избежать этих неприятностей, необходимо устанавливать в водопровод, повелительные насосы.
Преимущества установки повышения давления воды:
- Автоматическое управление;
- Использование воды из разных источников;
- Полная комплектация;
- Низкий шумовой уровень;
Интеллектуальный блок управления насосной системой, представленной на нашем сайте, позволяет автоматически подстраиваться к изменениям входного водяного напора. Этим достигается значительная экономия электрической энергии. Установка повышения давления, благодаря своим компактным размерам, не занимает много места. Простой монтаж, позволяет самостоятельно устанавливать эти приборы, без привлечения посторонних специалистов.
Основные плюсы применения установки повышения давления:
- Эффективная защита от неполадок;
- Низкое энергопотребление;
- Возможность монтажа в доме;
- Работа от водопровода, скважины или накопительной емкости;
Удобный дисплей показывает необходимую информацию во время функционирования прибора. Он вовремя предупредит владельца об изменениях в работе устройства. Мастера из Санкт-Петербурга проведут установочные и наладочные работы.
Сегодня на российском рынке огромный выбор насосных установок повышения давления для систем водоснабжения и пожаротушения, отопления, кондиционирования и т. п.
И часто проектировщиков, специалистов монтажных организаций или отделов закупок волнует вопрос правильности подбора готовых модульных решений. В настоящей статье мы рассмотрим основные критерии, которыми следует руководствоваться при выборе насосной установки, а поскольку первоначально нужно определить систему, в которой планируется применение насосной установки и учесть ее специфику, то здесь мы ограничимся принципами подбора насосной установки для систем водоснабжения.
Итак, подбор установки осуществляется в несколько этапов:
- выбор типа насоса;
- определение его рабочих характеристик и выбор количества насосов в составе установки;
- выбор типа регулирования.
Типы насосов
Для водоснабжения лучше подойдут специально спроектированные для данной области применения вертикальные многоступенчатые насосы, обладающие большим напором и сравнительно малой производительностью. А для тех случаев, когда расход в системе довольно большой (от 25 м3/ч и выше), подойдут консольные насосы, но далеко не все производители используют их в своих установках.
Стоит учесть, что вертикальные многоступенчатые насосы, имеющие крутую рабочую характеристику, на больших производительностях начинают проигрывать по цене (иногда в два раза и более) консольным насосам, у которых более простая конструкция и, как следствие, меньшая стоимость. Однако на малой производительности (когда разбор воды в системе минимален) при относительно большом напоре консольные насосы не могут соперничать по цене с вертикальными насосами, имеющими меньший двигатель и способными работать во всем диапазоне, обеспечивая требуемые параметры.
Рассмотрим пример на насосах, которые используются для производства насосных установок ГРАНФЛОУ ® (собственное производство Компании АДЛ).
Так, консольные насосы Ebara серии 3М40 (Япония) могут продолжительное время работать в диапазоне расходов от 12 м3/ч. При меньших расходах насос может работать в кратковременно-прерывистом режиме. Поэтому если расход воды в системе будет опускаться на продолжительное время ниже 12 м3/ч, то лучше выбрать установку на базе вертикальных насосов, например, серии DPV32 (Нидерланды), для которых работа во всем диапазоне от 2-3 м3/ч до 40 м3/ч является нормальным режимом эксплуатации.
Для сравнения на следующей диаграмме приведены рабочие кривые насосов 3М40-160 4кВт и DPVF32-20 4 кВт:
Из данной диаграммы следует, что насосы имеют электродвигатели одинаковой мощности и обладают примерно одинаковыми рабочими кривыми производительность/напор. Однако минимальная производительность консольного насоса для продолжительной работы должна быть не менее 12 м3/ч.
Соответственно, если Вы предполагаете, что расход воды в системе будет опускаться ниже 12 м3/ч, то целесообразнее выбрать установку на базе вертикальных насосов DPVF32-20, которые будут работать в нормальном режиме на всем диапазоне, начиная от 2-3 м3/ч.
При выборе оптимального решения не следует забывать и о цене. Так, цена вертикального насоса DPVF32-20 окажется в 1,6 раза больше, чем 3М40-160. Разница будет тем ощутимее, чем больше будет насосов в составе Вашей установки.
Это все, что касается ХВС и ГВС в системах центрального водоснабжения, но стоит учитывать, что модульные решения также используются на узлах водозабора, например, на станциях второго подъема. Для решения таких задач единственным решением будут установки на консольных насосах, т.к. здесь речь идет об очень высоких производительностях.
Например, установка на базе 6 консольных насосов 3LS80 (до 240 м3/ч) обеспечит расход до 1200 м3/ч пятью рабочими насосами, при этом один насос будет находиться в резерве.
Определение рабочих характеристик насоса и выбор количества насосов в составе установки
Допустим, нам необходимо обеспечить производительность в системе 30 м3/ч при напоре 40 м.в.с.
Данная задача может быть решена несколькими способами. Рассмотрим их, а также выделим их отличительные особенности и отберем наиболее предпочтительный для нас вариант.
Вариант 1. Для начала подберем установку на базе вертикальных насосов DPV. Возьмем схему 1 насос рабочий / 1 резервный. При подобной схеме каждый насос в составе установки должен обеспечивать рабочую точку – производительность 30 м3/ч при 40 м.в.с. напора. Нам подходит насос марки DPVF45-20 7,5кВт, который имеет небольшой запас (1-2 м.в.с.) относительно требуемого напора рабочей точки, что видно из следующей диаграммы:
Этот запас уйдет на потери во входном и выходном коллекторах установки, а также на открытие обратного клапана (в среднем для всех установок на базе DPV данные потери не превышают 1-3 м.в.с.).
Тогда нам подойдет установка: ГРАНФЛОУ ® УНВ 2 DPVF 45-20 7,5кВт РР/ЧР, где:
- 2 - количество насосов
- 7,5 - мощность одного насоса
- PP/ЧР - релейное/частотное регулирование
Вариант 2. Иногда целесообразно подобрать установку на большем числе насосов, нежели два. Имеется в виду, что для гидравлической системы и для сети электропитания лучше, когда включаются два насоса меньшей мощности, предположим, 4 кВт, нежели один большей (например, 7,5 кВт).
А также для установок с частотным типом регулирования важно учесть, что в своей работе частотный преобразователь меняет частоту вращения электродвигателя насоса, чтобы поддерживать баланс требуемого системой и развиваемого насосом напора. То есть преобразователь использует прямую зависимость напора и частоты питания. Когда частота питания падает до 35 Гц (программируемый параметр), частотный преобразователь отключает насос, чтобы избежать его работы в неблагоприятном режиме (при такой частоте КПД насоса стремится к 0, плюс гидравлика начинает плохо охлаждаться при малом расходе (это касается в основном систем горячего водоснабжения)). Поэтому чаще всего при частотном регулировании имеет смысл подбирать установку на большем числе насосов. Однако и чрезмерно увеличивать количество насосов в составе установки не стоит - это может существенно увеличить ее стоимость, тогда как преимуществ в работе не принесет.
Статистика это подтверждает: из тысяч насосных установок для водоснабжения, произведенных Компанией АДЛ с 2002 по 2009 год, около 80 % – это установки на трех насосах (два рабочих + один резервный).
Итак, подберем на те же 30 м3/ч и на 40 м.в.с. такую установку.
Для этого поделим расход на два насоса (расходы двух параллельно работающих насосов складываются), напор оставим тем же, так как он не меняется. Таким образом, каждый из рабочих насосов будем подбирать на параметры - 15 м3/ч и 40 м.в.с.
Стоит ввести поправку по расходу в виде 5-10 %, а также дать запас по напору: 1-2 метра, если установка на вертикальных насосах, и 2-3 метра - если на консольных.
Тогда нашему запросу будут соответствовать 2 следующие установки: ГРАНФЛОУ ® УНВ 3 DPV 18-40 4,0 кВт РР/ЧР и ГРАНФЛОУ ® УНВ 3 3М32-200 4,0 кВт РР/ЧР, где 3 – количество насосов 4,0 – мощность одного насоса PP/ЧР – релейное/частотное регулирование
Обратите внимание на то, что установленная мощность насосной установки стала 12 кВт, вместо 15 кВт, как это было в варианте 1. В этом случае получается, что установка на трех будет стоить дешевле станции на двух насосах.
Возвращаясь к выбранным 3-насосным установкам, нужно отметить, что, несмотря на одинаковую мощность электродвигателей и число насосов в их составе, а также на полную схожесть по функциональным возможностям, цена установки на консольных насосах окажется существенно ниже. Причина: конструкция консольного насоса проще, а как следствие, меньше стоит сам консольный насос в производстве. Меньшая стоимость насоса 3М относительно DPV на одинаковую рабочую точку приводит к существенной экономии при выборе установки ГРАНФЛОУ ® УНВ 3 3М32-200 4,0кВт РР/ЧР. Но при необходимости обеспечить больший напор, консольный насос будет стоить дороже вертикального многоступенчатого, который как раз и предназначен создать своими ступенями большие напоры. Консольный же насос, имеющий более пологую характеристику, способен развить больший напор только за счет существенного увеличения мощности двигателя. Результат - резкий рост его цены.
Оперируя данными соображениями, можно подобрать четырех-, пяти- или даже шестинасосную установку. Не стоит при этом искусственно увеличивать число насосов в установке, а нужно, скорее, ориентироваться на конкретные рабочие кривые расход/ напор отдельных насосов. Также, неизбежно увеличение числа насосов, когда идет речь о больших расходах, которые смогут обеспечить только несколько агрегатов.
Типы регулирования
Что касается типов регулирования, можно свести все виды регулирования, предлагаемые для насосных установок, к двум: частотное и релейное.
Релейное регулирование. Это такой вариант управления, при котором сигнал с управляющего реле (на станциях водоснабжения монтируется на напорном коллекторе) при падении давления ниже установленного значения, поступает на контроллер (в общем случае). Контроллер в свою очередь уже запускает сами насосы в работу либо прямым пуском, либо через мягкие пускатели. При своей дешевизне и простоте данный метод управления имеет один очень серьезный минус – невозможно плавно регулировать давление в системе. Физически это означает, что насос будет включаться при падении давления в системе (кто-то открыл кран), нагнетать воду в систему, тем самым увеличивая давление в ней и затем, по достижении верхнего значения, при котором реле разомкнется, отключаться. Таким образом, будет происходить постоянное включение/выключение насоса. Это не «полезно» для насоса из-за того, что в первоначальный момент пуска ток превышает номинальное значение в 3-5 раз, что приводит к нагреву обмоток электродвигателя. Именно поэтому каждый насос имеет значение максимального числа пусков в час. При превышении рекомендуемого значения разрешенного числа пусков обмотки электродвигателя могут перегореть, что приведет к необходимости его замены или же перемотки. Помимо проблем с двигателем насоса частые включения насосов, особенно большой мощности, негативно влияют на сеть электропитания.
Несмотря на указанные выше минусы – релейное регулирование довольно часто применяется в системах водоснабжения и стоит дешевле частотного. К тому же, всегда можно установить на выходе гидроаккумулятор, который позволит сократить число включений насосов, обеспечит дополнительный запас воды в системе, сгладит пики давления при пусках насосов.
Частотное регулирование. Это наиболее распространенный тип регулирования для систем холодного и горячего водоснабжения на текущий момент, основываясь на статистике продаж. Дело в том, что частотный преобразователь позволяет добиться существенной экономии электроэнергии (до 60 %!). Уменьшая частоту тока электродвигателя насоса в процессе управления (допустим, сократился расход воды в системе), частотный преобразователь снижает потребление энергии из сети. Одновременно поддерживается оптимальное давление в системе.
На рынке существуют различные схемы частотного управления. Среди них – установки со встроенными частотными преобразователями (или с частотным преобразователем на каждый насос в шкафу управления) и установки с единым частотным преобразователем в шкафу являются самыми распространенными.
Следует иметь в виду, что когда, к примеру, у Вас 2-насосная установка с одним рабочим насосом и одним резервным насосом, или даже когда в установке более одного рабочего насоса, схема с единым частотным преобразователем в шкафу хорошо справляется с функциями поддержания давления и, переключаясь между насосами в составе установки, обеспечивает равномерную наработку их ресурса. При этом вы экономите на стоимости одного или нескольких встроенных преобразователей резервных насосов.
Вот основные моменты, которые нужно учитывать при подборе насосных установок для систем водоснабжения.
(PDF, 404.5 Кб) PDF