Насосы для скважины погружные 20 метров

Насосы для скважин погружные на глубину 20 метров: технические аспекты выбора, монтажа и эксплуатации

Глубина 20 метров является распространенным и технически значимым параметром при проектировании автономного водоснабжения. Она определяет специфический набор требований к погружным скважинным насосам, находящимся на стыке применения моделей для неглубоких и средних глубин. Правильный подбор оборудования для данного диапазона напрямую влияет на надежность, энергоэффективность и долговечность системы водоснабжения.

Классификация и типы насосов для глубины 20 метров

Для скважин глубиной до 20 метров применимы два основных типа погружных насосов: центробежные и винтовые. Выбор между ними определяется качеством воды и требуемыми эксплуатационными параметрами.

• Центробежные многоступенчатые насосы: Наиболее распространенный и рекомендуемый тип для чистых и среднезагрязненных вод. Рабочее колесо (крыльчатка) каждой ступени создает давление, суммирующееся в общем напоре. Для глубины 20 метров, с учетом горизонтальной разводки и необходимого давления в системе, общий требуемый напор часто составляет 40-60 метров. Многоступенчатая конструкция эффективно обеспечивает такие параметры при компактных размерах и высоком КПД.
• Винтовые (шнековые) насосы: Применяются в скважинах с повышенным содержанием мелких механических примесей (песка). Рабочий орган – металлический ротор-винт, вращающийся внутри статора из износостойкой резины. Обладают меньшим КПД и, как правило, большими габаритами по сравнению с центробежными аналогами той же производительности, но демонстрируют повышенную устойчивость к абразивному износу.

Ключевые технические параметры выбора

Подбор насоса для скважины 20 метров требует анализа взаимосвязанных характеристик.

1. Производительность (подача, Q)

Измеряется в м³/час или л/мин. Рассчитывается исходя из суммарного пикового расхода воды всеми точками водоразбора с учетом коэффициента одновременности. Для частного дома с 3-4 жильцами обычно достаточно производительности 2.0-3.5 м³/час (33-58 л/мин). Важно соотнести расчетную производительность с дебитом скважины: насос не должен откачивать воду быстрее, чем скважина способна ее восполнить.

2. Напор (H)

Измеряется в метрах. Расчетная формула: H = Hг + Hг.п. + Hсв + Hсв.п., где:

• Hг – глубина погружения насоса (динамический уровень воды, для расчета берется ~20 м).
• Hг.п. – длина горизонтального участка трубопровода от скважины до точки ввода в дом (10 м горизонтали ≈ 1 м напора при диаметре трубы 1″).
• Hсв – требуемый свободный напор в системе (обычно 15-30 м, что соответствует давлению 1.5-3.0 бар).
• Hсв.п. – потери напора в трубопроводе, фильтрах, обратном клапане (принимаются 10-20% от суммы предыдущих параметров).

Пример расчета для условий: глубина 20 м, горизонт 30 м, желаемое давление 3 бар (30 м). H = 20 + (30/10) + 30 + ( (20+3+30)*0.15 ) = 20 + 3 + 30 + 7.95 ≈ 61 м. Таким образом, требуется насос с напором около 60 метров.

3. Диаметр насоса (габарит)

Должен быть минимум на 10-15 мм меньше внутреннего диаметра обсадной трубы. Стандартные типоразмеры для скважин: 3″ (76 мм) и 4″ (102 мм). Для 20-метровой глубины широко представлены 4-дюймовые модели, которые предлагают оптимальный баланс цены и производительности. 3-дюймовые насосы часто используются в более узких скважинах.

4. Материалы исполнения

Качество материалов определяет ресурс оборудования в агрессивной среде.

• Корпус: Нержавеющая сталь AISI 304/430 (оптимально) или композитные материалы (технополимер).
• Рабочие колеса: Износостойкий технополимер (полиамид, PPS) для чистых вод; нержавеющая сталь для условий с риском абразивного износа.
• Вал: Нержавеющая сталь.
• Кабель: Влагозащищенный, с сечением, соответствующим длине и мощности (обычно 3х1.5 мм² или 3х2.5 мм²).

5. Защита и автоматика

Современные насосы оснащаются встроенной защитой:

• Защита от сухого хода (датчик потока или термозащита): критически важна для предотвращения перегрева и выхода из строя при падении уровня воды.
• Защита от перегрузки по току (тепловое реле).
• Защита от скачков напряжения (варисторная защита в блоке управления).

Внешняя автоматика включает реле давления, гидроаккумулятор, блок управления с частотным преобразователем (для плавного пуска и поддержания постоянного давления).

Сравнительная таблица характеристик насосов для глубины ~20 м

Параметр / Тип насоса	Центробежный многоступенчатый	Винтовой (шнековый)
Рекомендуемая чистота воды	До 100-150 г/м³ песка (в зависимости от модели)	До 300-500 г/м³ песка и мелких включений
КПД	Высокий (50-70%)	Средний (30-50%)
Уровень шума	Низкий (под водой)	Низкий (под водой)
Стоимость (при равных параметрах)	Средняя-высокая	Средняя
Ремонтопригодность	Сложный, часто нецелесообразен	Проще, замена статорной втулки
Типичный диапазон напора для 4″ моделей	40-120 м	40-80 м

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж насоса на глубину 20 метров требует соблюдения строгой последовательности операций.

• Подготовка: Проверка диаметра скважины, монтаж обратного клапана на выходе насоса (если не встроен), оголовка скважины.
• Подвес: Насос подвешивается на прочный трос из нержавеющей стали или капрона с антисептической пропиткой. Запрещено использовать для подвеса электрокабель или напорную трубу.
• Глубина погружения: Насос устанавливается на 1-3 метра ниже динамического уровня воды, но не менее чем в 1-2 метрах от дна скважины, чтобы минимизировать забор взвесей.
• Электроподключение: Кабель должен быть зафиксирован к напорной трубе с шагом 1.5-2 м без натяга. Используются специальные водостойкие муфты для сращивания. Обязательно УЗО или дифференциальный автомат.
• Трубопровод: Рекомендуется применять трубы ПНД для питьевой воды на давление, превышающее максимальный напор насоса на 20-25%.
• Пуско-наладка: После монтажа производится пробный пуск, настройка реле давления, проверка на отсутствие течей и стабильность работы.

Смежные вопросы и решения типовых проблем

Взаимодействие с гидроаккумулятором и автоматикой

Для глубины 20 метров стандартная схема включает насос, реле давления, манометр и гидроаккумулятор (мембранный бак) объемом 50-100 литров. Объем бака влияет на частоту включений насоса. Рекомендуемая максимальная частота пуска – 20-30 раз в час. Для устранения явления «пельтерации» (частых включений/выключений при малом разборе) можно установить дополнительный малый гидроаккумулятор (2-5 л) непосредственно перед реле давления или использовать частотное управление.

Проблема падения дебита скважины

Со временем дебит скважины может снизиться из-за заиливания или кольматации фильтра. Насос, подобранный близко к пределу дебита, начнет чаще работать в режиме сухого хода. Решение: промывка скважины, а при выборе нового насоса – запас по производительности 15-20% относительно текущего дебита.

Зимняя эксплуатация

При глубине скважины 20 метров и правильном монтаже (ниже уровня промерзания) проблема замерзания воды в скважине отсутствует. Однако горизонтальный участок трубопровода в грунте и в доме должен быть уложен ниже глубины промерзания или снабжен греющим кабелем и теплоизоляцией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какой насос лучше: 3 дюйма или 4 дюйма для такой глубины?

Если диаметр обсадной колонны позволяет (от 110 мм и более), предпочтительнее 4-дюймовые модели. Они имеют более широкую линейку производительностей, лучшую ремонтопригодность в среднем ценовом сегменте и часто более высокий КПД. 3-дюймовые насосы – решение для узких скважин (от 90 мм), но их ассортимент и максимальная производительность могут быть ограничены.

Нужен ли частотный преобразователь (ПЧ) для насоса на 20 метров?

ПЧ не является обязательным, но его применение дает существенные преимущества: плавный пуск (снижение гидроударов и пусковых токов), поддержание постоянного давления в системе независимо от расхода, экономия электроэнергии при неполной нагрузке. Для систем с высокими требованиями к комфорту и стабильности давления ПЧ рекомендован.

Что делать, если в воде присутствует песок?

Во-первых, точно определить содержание песка (г/м³). При умеренном содержании (до 150 г/м³) можно использовать центробежные насосы с рабочими колесами из износостойких материалов. При высоком содержании – выбирать специализированные винтовые или вихревые насосы, рассчитанные на абразивные среды. Параллельно необходимо решать вопрос с качеством фильтрационной колонны скважины.

Как часто нужно обслуживать погружной скважинный насос?

Плановое техническое обслуживание насоса, находящегося в скважине, практически не проводится. Его ресурс вырабатывается до первого подъема. Рекомендуется ежегодно контролировать параметры работы системы (давление, частоту включений, потребляемый ток), что может служить индикатором проблем. Основное обслуживание касается внешней автоматики: проверка давления в воздушной полости гидроаккумулятора, чистка контактов реле.

Почему насос выдает недостаточное давление при правильном расчете напора?

Возможные причины: засорение фильтров или трубопровода, износ рабочих колес (при длительной эксплуатации с абразивом), неисправность обратного клапана (частичный возврат воды в скважину), падение напряжения в сети, ошибка в расчете потерь напора (фактические потери оказались выше). Требуется поэтапная диагностика.

Заключение

Выбор и эксплуатация погружного скважинного насоса для глубины 20 метров – инженерная задача, требующая комплексного подхода. Ключевыми этапами являются точный расчет требуемых параметров (напора и производительности) с учетом всех гидравлических потерь, анализ качества воды для определения типа насоса, правильный монтаж с использованием качественных комплектующих и грамотная настройка системы автоматики. Соблюдение этих условий обеспечит бесперебойную работу системы водоснабжения на протяжении всего заявленного срока службы оборудования, минимизирует риски аварийных ситуаций и оптимизирует энергопотребление.