1. Что такое скважинный насос и какие типы бывают

Скважинный (глубинный насос) является специальным оборудованием для забора воды с глубины более 8 метром, а именно такие скважины обычно и бурят. Он выглядит как удлиненный металлический цилиндр, который устанавливается внутри обсадной трубы, полностью погружается в воду и работает в вертикальном положении. Конструкция состоит из узкого корпуса (обычно диаметром 3 – 4 дюйма или 75 – 100 мм), электродвигателя, рабочих колес (крыльчатки), которые создают центробежную силу и откачивают воду на поверхность, обратного клапана, удерживающего воду в трубопроводе после остановки насоса, и фильтра, защищающего рабочие колеса и другие элементы от попадания крупных частиц и поломки.

1 – Резьбовой выходной патрубок; 2 – Обратный клапан; 3 – Вал насоса; 4 – Проточный канал;
5 – Компенсационное кольцо; 6 – Подшипник рабочего колеса; 7 – Уплотнительное кольцо;
8 – Рабочее колесо; 9 – Всасывающая камера; 10 – Защитная сетка;
11 – Муфта, соединяющая вал двигателя и насоса; 12 – Вал двигателя.

По принципу работы есть несколько типов скважинных насосов:

  1. Центробежный. В данном случае рабочим элементом выступают шестерни (их количество отличается в зависимости от модели), закрепленные на валу и вращающиеся благодаря двигателю. Таким образом, за счет центробежной силы вода закручивается в рабочем колесе и под давлением выбрасывается наружу. Это наиболее распространенный тип насосов, так как устройства надежны, долговечны, имеют высокую производительность и КПД (около 95%), не ломаются при наличии в воде небольших твердых примесей, не создают много шума и вибраций. Такая техника компактна (некоторые модели подходят даже для скважин диаметром до 8 см) и может откачать воду с большой глубины — до 100 метров или даже больше.
  2. Шнековый. Главным элементом таких насосов является шнек, или винт, который вращается при включении мотора и таким образом осуществляет забор воды. Конструкция проста и сводит к минимуму риск поломок, а в эксплуатации устройства удобны, не шумят и не вибрируют. Кроме того, данный тип насосов легко справляется с грязной водой с содержанием ила и глины, поэтому может поставлять воду не только из скважины, но и из водоемов. В то же время по производительности шнековые насосы уступают центробежным — при одной и той же мощности мотора КПД будет на 20 – 30% ниже.
  3. Вихревой. Конструкция включает в себя рабочие колеса с лопастями, которые вращением создают некий вихрь и тем самым поднимают воду на поверхность. Главным преимуществом таких насосов является высокий напор, но при этом КПД у них достаточно низкий — до 45%. Поэтому их выбирают, если нужно доставить воду на большую высоту, но объем потребления невелик.
Популярные центробежные насосы для скважин

2. Ключевые параметры

Обычно при бурении скважины специалисты выдают паспорт объекта с указанием всех параметров водозабора и иногда даже рекомендациями по выбору подходящего насоса. Но зачастую пользователям приходится самостоятельно делать выбор, и для этого необходимо учитывать множество нюансов.

В первую очередь необходимо узнать параметры скважины:

  • Глубина скважины — общая длина от поверхности земли до дна
  • Статический уровень воды — расстояние до зеркала воды в спокойном состоянии, без работы насоса. Этот параметр можно определить самостоятельно с помощью грузика, лески и рулетки: привяжите груз к леске и опускайте, пока не услышите всплеск — это значит, что он достиг поверхности воды.
  • Динамический уровень воды — уровень воды при работающем насосе. Показывает, на какую глубину нужно погрузить насос, чтобы он все время находился в воде.
  • Внутренний диаметр скважины. Диаметр насоса должен быть на 2 – 3 см меньше обсадной трубы, чтобы он мог свободно опускаться в скважину. Кроме того, расстояние должно быть достаточным, чтобы вода могла полноценно охлаждать внутренние компоненты насоса. В большинстве случаев скважины для частного водоснабжения бурят диаметром от 10 до 12.5 см, а наиболее популярными являются насосы диаметром 10 см. К примеру, для скважины диаметром 11 см подойдет насос диаметром около 7.5 – 8 см или даже меньше (6.5 см).

Важно! Статический и динамический уровни воды отличаются в зависимости от времени года: летом воды меньше, зимой — больше. Поэтому лучше учитывать самый минимальный уровень воды в скважине за весь год.
1 - Статический уровень воды; 2 – Динамический уровень воды.

Параметры скважины можно узнать в паспорте объекта, у компании, которая ее бурила, или же рассчитать самостоятельно. Так, глубина скважины определяется тем же способом, что и статический уровень воды, только в этом случае груз необходимо опустить до самого дна скважины, пока леска не начнет провисать.

Еще одной важной характеристикой является дебит скважины, или производительность — количество воды, которое она может дать за определенное время. Измеряется в литрах в минуту (л/мин) или кубометрах в час (м³/ч), реже — в литрах в сутки. При бурении скважины специалисты испытывают скважину на водоотдачу и замеряют ее производительность. Узнать показатель можно и самостоятельно: включить насос и замерить объем воды за 1 минуту, при этом следя за тем, не падает ли уровень воды.

Важно! Если скважине более 5 лет, замеры необходимо проводить вновь, так как заиливание и другие факторы могут значительно повлиять на производительность.

После этого переходим к характеристикам самого насоса. Ключевым параметром является производительность — количество воды, которое он способен подавать за единицу времени — литры в минуту или кубометры в час. Чтобы выбрать насос с оптимальной производительностью, надо учитывать потребность в воде для всех пользователей. Приводим средние показатели расхода воды:

  • мойка и умывальник — 0.5 куб м/час;
  • унитаз — 0.5 куб м/час;
  • ванна и душ — 1 куб м/час;
  • стиральная машина — 0.55 куб м/час;
  • посудомоечная машина — 0.25 куб м/час;
  • капельный полив, орошение — более 1 куб м/час.

Производительность насоса должна быть достаточной, чтобы обеспечить потребности в воде всех домочадцев.

Посчитайте приблизительный расход воды для каждой точки в доме, сложите эти показатели и умножьте на 0.5 – 0.7, так как все одновременно работать они не будут. В среднем, для семьи из 3 – 4 человек с бытовыми нуждами и поливом подойдет насос с производительностью от 2 до 4 м³/ч (или 35 – 70 л/мин). Производительность лучше выбирать с запасом, но без излишеств — избыточная мощность приведет к частым включениям и ускоренному износу. Помимо этого, производительность насоса не должна превышать дебит скважины — в противном случае он откачает всю воду, что приведет к перегреву и поломкам. При очень маленьком дебите скважины можно дополнительно поставить накопительный бак — так вы обеспечите себя водой в любое время.

Кроме производительности, важно правильно подобрать напор — высоту, на которую оборудование может поднять воду. Необходимый напор рассчитывается по формуле:

H geo + H dyn + H dom + H тр + H запас, где:

  • H geo — глубина погружения насоса;
  • H dyn — расстояние от поверхности земли до самой высокой точки водоразбора (например, душ на втором этаже);
  • H dom — минимальное давление, необходимое в точке использования воды, например, для работы бытовой техники (обычно 1.5 – 2.5 атмосферы = 15 – 25 м водяного столба);
  • H тр — потери напора в трубах из-за трения, поворотов, клапанов (примерно 10 – 20% от общей длины трубопровода);
  • H запас — запас на случай колебаний уровня воды, износа, перепадов давления (рекомендуется +10 – 20%);

В качестве примере возьмем следующие расчеты: динамический уровень воды 35 м, самая высокая точка потребления 6 м (2 этаж), минимальное давление в системе 2 атмосферы = 20 м. Сюда же добавляем 5 м (потери) и 10% про запас — в результате насос должен иметь напор не менее 72 – 75 метров.

Популярные шнековые насосы для скважин

3. На что еще обратить внимание

3.1 Материалы

Так как корпус и рабочие детали насоса постоянно контактируют с водой, они должны быть сделаны из качественных материалов:

  • Нержавеющая сталь — прочный и долговечный материал, который не боится коррозии, не влияет на вкус воды, выдерживает воду с песком и высокое давление.
  • Алюминий — бюджетный, легкий, но менее прочный материал, может подвергаться коррозии.
  • Пластик — используется для изготовления корпусов и некоторых внутренних деталей, устойчив к коррозии, но менее прочен, чем металлы. Зачастую встречается в недорогих моделях.
  • Латунь — прочный, износостойкий и недешевый материал, использующийся для изготовления деталей, контактирующих с водой (в первую очередь крыльчатки), обладает хорошей коррозионной стойкостью.

3.2 Защита

Системы защиты обеспечивают безопасность работы оборудования, предотвращают поломки и продлевают срок службы. Это могут быть:

  • Защита от перегрева — обычно реализуется с помощью теплового реле, которое отключает насос при достижении критической температуры.
  • Защита от перегрузки — отключает двигатель, если он работает сверх своих возможностей и может загореться или сломаться из-за этого.
  • Защита от сухого хода — автоматически прекращает работу насоса, если ему нечего качать, то есть при отсутствии воды, так как это может привести к перегреву и поломке.
  • Реле давления — включает и выключает насос при достижении определенных значений давления в системе.

3.3 Питание

Стандартные бытовые сети рассчитаны на напряжение в 230 В, но есть немногочисленные модели насосов с питанием от трехфазных сетей напряжением 400 В. Это уже устройства промышленного класса, рассчитанные на эксплуатацию на специализированных объектах. Помимо этого, не стоит забывать о длине сетевого кабеля. В идеале, он должен быть не короче максимальной глубины погружения, чтобы точка соединения кабеля с сетью была над водой или вообще вне скважины. Тогда пользователю не придется тратить время и силы на изоляцию.

3.4 Тип воды в скважине

Зачастую вода в скважинах чистая, но в ней все равно могут присутствовать ил, песок и другие механические примеси, что чревато повреждениями внутренних деталей. Так что если вода содержит примеси — лучше позаботиться о наличии системы фильтрации на насосе.

3.5 Установка и обслуживание

Конструкция насоса должна предусматривать возможность легкого доступа к крыльчатке, двигателю и другим важным компонентам для периодической очистки и осмотра. Насос должен быть рассчитан на рабочую температуру и давление, соответствующие условиям эксплуатации. Кроме того, для безопасного опускания и подъема насоса необходим трос из нержавеющей стали или капроновый трос, способный выдерживать вес насоса с запасом.

При выборе насоса также надо учитывать материалы, тип воды в скважине, удобство установки и обслуживания.
Популярные вихревые насосы для скважин

4. Частые ошибки при выборе насоса

  • Игнорирование параметров скважины, выбор насоса «на глаз». При покупке необходимо тщательно сверить всю информацию и сделать необходимые расчеты.
  • Переоценка потребностей. Неопытные покупатели берут насос «помощнее» и считают, что лучше выбирать «с запасом». На самом деле если напор слишком большой, это создает гидроудары в системе, а слишком высокая производительность вызывает частые включения/выключения, износ двигателя и автоматики. Насос должен соответствовать реальным глубине скважины, высоте подачи воды и объему потребления.
  • Неправильная установка. Насос нельзя устанавливать на дне скважины, так как там содержатся ил, песок и другие загрязнения. Оптимальная высота — 1 – 2 метра выше дна.
  • Отсутствие защиты. Насосы, работающие без воды, очень быстро перегреваются и выходят из строя, поэтому лучше не игнорировать защиту от сухого хода. Кроме того, без автоматики насос будет часто включаться и выключаться, нестабильно держать давление и быстрее изнашиваться.
  • Неправильные условия эксплуатации: температура воды выше допустимой, вода с высоким содержанием песка, непрерывная работа, если насос для этого не предназначен.