Как выполняется расчет насоса для водоснабжения, выбор

Выбор насоса

Ключевыми критериями, которые нужно уточнить перед покупкой оборудования, являются производительность и величина повышения давления.

Величина повышения давления измеряется барами или атмосферами. 1 бар ~ 1атм.

Требования к давлению:

Подключение стиральной машины – 2 атм.
Использование системы пожаротушения – 3 атм.
Джакузи, душ с гидромассажем, полив участка – 4 атм.

Прочие критерии выбора связанны с второстепенными факторами: условия эксплуатации, степень комфорта, экономическая эффективность. К таким критериям относят:

вид – вихревой либо центробежный;
рабочий режим – ручной либо автоматический.
температуру жидкости – насосы под холодную или горячую воду + универсальные модели;
систему охлаждение корпуса – сухой либо мокрый ротор.

Если для исправления ситуации требуется установка подкачивающего насоса для воды, нужно ознакомиться не только с критериями выбора прибора, но и с типами насосов.

Типы насосов

Современные насосы классифицируются по типу ротора: сухой или мокрый.

Первый отличается ассиметричной формой (из-за силового блока, расположенного в стороне). Он оснащен собственной системой охлаждения. Конструкция предусматривает консольное крепление устройства к стене. Оборудование обладает достойными эксплуатационными характеристиками, оно способно полноценно обслуживать одновременно несколько водозаборных точек.

Второй тип водяных насосов высокого давления имеет компактные размеры, меньше шумит и не нуждается в дополнительных профилактических мероприятиях. Смазка трущихся элементов производится перекачиваемой жидкостью. Установка осуществляется непосредственной врезкой прибора в трубу до водозабора или бытового прибора. Недостатком таких моделей считается невысокая производительность.

Правила подбора мощности

Как уже упоминалось, чтобы избежать неполадок в системе, следует правильно определить оптимальную мощность установки для повышения давления. Комфортное проведение водных процедур и запуск автоматической машинки требует давления в пределах 2 атмосфер. Когда предусмотрена эксплуатация джакузи, гидромассажа и душевой кабины, давление должно превышать указанные параметры, и соответствовать 5-6 атмосферам.

Чтобы определить существующий напор, можно воспользоваться манометром или обычной литровой банкой, замеряв количество воды, вылившейся из крана за минуту. Затем следует определиться с потребностями. Если при открытии кухонного крана становится невозможным принятие душа, то достаточно будет подкачивающего насоса для водопровода, способного добавит пару атмосфер. Однако когда предусмотрено использование душевой кабинки, стиральной машины, либо другой подобной техники одновременно, потребуется консультация инженера.

Требуемый (свободный) напор

Напор в наружной водопроводной сети должен обеспечить подачу воды с некоторым запасом в самую высокую и наиболее удаленную от наружной сети водоразборную точку внутри здания.

Вычисляется величина общего напора, требуемого для внутреннего водопровода с учетом геометрической высоты подачи воды до диктующего водоразборного устройства.

Определяем напор, требуемый для внутреннего водопровода согласно формуле:

Hсв =Hг +∑ h+ h0

где Hг

— геометрическая высота подачи воды от поверхности земли до самой высокой водоразборной точки:

Hг= hпл+(п-1) hэт+ hпр

hпл

— планировочная высота (превышение пола первого этажа над поверхностью земли),

— количество этажей,

hэт

— высота этажа,

hпр

— высота расположения диктующего прибора над полом,

∑ h

— потери напора в сети, находится как сумма местных потерь напора и потерь по длине, потери на вводе, потери в водомерном узле:

∑ h= hl + hм + hвв +hвод

где hl

– сумма потерь напора по длине расчетных участков,

hм

– местные потери напора, принимаются в размере 30% от потерь напора по длине,hм=0,3 hl ,

hвв

– потери напора на вводе,hвв=ilвв ,

hвод

– потери в водомерном узле, находится при подборе водомера,

– свободный напор у прибора, зависит от вида прибора. Максимальный свободный напор для унитаза со смывным бачком принимаетсяh0=5м .

Проектирование внутренней канализации

Системы внутренней канализации предназначены для приема сточных вод, предварительной очистки их в случае необходимости и отвода (транспортирования) во внутриквартальную (дворовую), а затем наружную канализационную сеть. В зависимости от характера загрязнений отводимых сточных вод системы внутренней канализации делят на бытовые, производственные, объединенные и дождевые. Т.к. согласно заданию рассматривается жилой дом, то проектируется бытовая система внутренней канализации. Бытовая система канализации предназначена для отвода бытовых сточных вод от кухонных моек, ванн, умывальников, унитазов и др. Система внутренней канализации состоит из следующих элементов: приемников сточных вод (санитарных приборов), сети трубопроводов (отводных линий, стояков, коллекторов, выпусков) и, в случае необходимости, местных установок для предварительной очистки сточных вод. Системы внутренней канализации оборудуются устройствами для вентиляции (вентиляционными трубопроводами), для чистки в случае засоров (ревизиями, прочистками) и для защиты помещений от проникновения из канализационной сети вредных и дурно пахнущих газов (гидравлическими затворами — сифонами).

Сеть внутренней канализации прокладывают с соблюдением следующих правил:

— Отводные трубы прокладывают по стенам выше пола по кратчайшему расстоянию с установкой на концах и поворотах прочисток.

— Канализационные стояки, транспортирующие сточные воды от отводных линий в нижнюю часть здания, размещают вблизи приемников сточных вод (в туалетах, кухнях). По всей высоте канализационные стояки должны иметь одинаковый диаметр, не меньший наибольшего диаметра отводной трубы присоединяемых к ним приемников сточных вод. Стояки размещают открыто у стен и перегородок (ближе к углу).

— Выпуски, отводящие сточные воды от стояков за пределы здания в дворовую канализационную сеть, укладывают с уклоном 0,025-0,035 при диаметре 50 мм и с уклоном 0,012-0,02 при диаметре труб 100 мм, обеспечивая плавные присоединения к стоякам. Наименьшая длина трубы выпуска от наружной стены до смотрового колодца принимается в зависимости от грунтов: для твердых грунтов 3 м, для макропористых просадочных грунтов 5 м.

Полипропиленовые трубы при организации ВПВ

В основном трубная разводка ВПВ производится из стальных труб. Но на некоторых участках, где сложно провести монтажные работы, используют полипропиленовые трубы, только с одной оговоркой – они должны иметь сертификат пожарной безопасности.

У полипропиленовых труб есть свои серьезные преимущества:

они устойчивы к образованию конденсата;
у них высокая износостойкость;
полное отсутствие ржавчины, которая сокращает внутренний диаметр стальных труб;
простота монтажа;
низкий удельный вес, который уменьшает нагрузки на всю трубную конструкцию;
полипропилен не горит;
отсутствие протечек в местах стыков за счет отсутствие мест сварки;
монтаж, ремонт и замену можно проводить в любых помещениях, потому что это не связано с огневыми работами, то есть появилась возможность не останавливать технологический процесс.

Испытание на водоотдачу водопроводных сетей

Плановое испытание водопроводной сети проводится один раз в год, в весенний период (участки определяются совместно с ГПС), а также после капитального ремонта и приема новых водопроводных сетей.

Испытание водопроводных сетей на водоотдачу отдельных участков водопроводной сети, в соответствии с «Правилами технической эксплуатации систем коммунального водоснабжения» п. 2.10.2. (б), утвержденными приказом Госстроя от 30.12.99 г. № 168, осуществляется подразделениями «Водоканал» совместно с ГПС с составлением акта.

Испытанию в первую очередь должны подвергаться участки водопроводной сети:

с пониженным давлением;
с малым диаметром труб (75; 100 мм), п.8. 46 СНиП 2.04.02-84;
тупиковые линии;
старые линии;
линии с большой протяженностью;
наиболее удаленные от насосных станций линии;
линии с большим водопотреблением;
участки у наиболее пожаровзрывоопасных производственных объектов;
вновь проложенные участки;
участки, где проводились ремонтные работы.

При проведении испытания водопроводных сетей, на территории которых находятся пожароопасные объекты и объекты с массовым пребыванием людей, необходимо учитывать расчетное количество воды для целей пожаротушения на данные объекты.

На основании выводов, отображенных в актах, «Водоканал» и подразделения ГПС, при недостатке воды разрабатывают мероприятия для обеспечения водой на тушение возможных пожаров.

Водопроводные сети испытывают в часы максимального водопотребления, например, в жилой застройке с 7 до 9 утра, на промышленных объектах при наличии хозяйственно-питьевого водопровода – в часы обеденного перерыва, при водопроводе производственно-пожарном – в зависимости от водопотребления на производственный процесс.

Методика проверки водопроводных сетей на водоотдачу состоит в том, чтобы: установить имеющийся в водопроводной сети напор и расход воды; определить, какой должен быть по нормам напор и расход воды; сравнить имеющийся напор, и сделать заключение об их соответствии.

Нормативный расход воды на наружное пожаротушение определяется на основании СНиП 2.04.02-84 п. 2.4–2.26, табл. № 5–8 или расчетного расхода воды согласно варианту оперативного плана пожаротушения.

Испытание на водоотдачу водопроводов низкого давления производить при помощи пожарных автоцистерн или оборудованной для этих целей автотехники ВКХ в следующей последовательности:

1) определяется расчетный пожарный расход воды согласно требованиям СНиП 2.04.02-84 г. для участка водопроводной сети или расчетный расход согласно варианту оперативного плана пожаротушения;

2) определяется количество АЦ для отбора от наружной сети необходимого расхода воды, например:

Qнор. = 90(л/сек), для испытания потребуется n = 90/40 = 3 насоса марки ПН-40У (округляем в большую сторону);

3) пожарные колонки устанавливаются на наиболее невыгодно расположенные гидранты и при помощи мягких рукавов соединяются с насосом (чтобы исключить откачку воды под вакуумом и тем самым предотвратить загрязнение водопровода грунтовыми водами). К напорным патрубкам насоса присоединяются рукава диаметром 66,77 мм (по одному на каждый патрубок), заканчивающиеся стволом со спрысками большого диаметра;

4) при испытании (измерении) с помощью пожарной колонки необходимо предварительно ее протарировать, т. е. определить расход воды в зависимости от показания манометра. Пожарная колонка оборудуется манометром и сливным патрубком. Данный способ применяется, как правило, на отдельных участках городской водопроводной сети.

5) определяется расход воды из стволов и подсчитывается суммарный расход воды согласно табл. 2:Таблица № 2

Диаметр насадка, мм

Напор у ствола, м

Расход воды, л/сек

3,7

4,2

4,9

5,5

7,8

9,0

10,5

11,8

10,6

12,0

14,1

16,0

13,9

15,4

18,2

20,0

17,2

19,3

22,8

25,9

22,5

25,1

29,6

33,8

31,7

35,4

41,9

Полипропиленовые трубы при организации ВПВ

У полипропиленовых труб есть свои серьезные преимущества:

они устойчивы к образованию конденсата;
у них высокая износостойкость;
полное отсутствие ржавчины, которая сокращает внутренний диаметр стальных труб;
простота монтажа;
низкий удельный вес, который уменьшает нагрузки на всю трубную конструкцию;
полипропилен не горит;
отсутствие протечек в местах стыков за счет отсутствие мест сварки;
монтаж, ремонт и замену можно проводить в любых помещениях, потому что это не связано с огневыми работами, то есть появилась возможность не останавливать технологический процесс.

Внутренняя система

Внутренний противопожарный водопровод – комплекс трубопроводов и дополнительных технических средств для подачи воды к пожарным кранам. Считается первичным средством для локализации возгораний. При его испытании предполагают проведение следующих видов работ:

визуальный осмотр всего комплекса;
проверка комплектации пожарных шкафов;
запуск системы с целью оценки работоспособности в ручном и автоматическом режиме;
испытание насосов, их промывка и смазка;
проверка задвижек на момент герметичности;
контроль под напором воды.

Ответственные за этот вид работ составляют акт испытания пожарного водопровода с указанием выявленных неисправностей и методов их устранения.

Параметры выбора модели

Основными характеристиками, которые следует учитывать при выборе, являются расход, способ охлаждения, расчётное повышение давления и мощность.

По типу охлаждения

Требуемый напор определяется типом системы охлаждения, которая может быть влажной и сухой. При этом руководствуются номинальным значением требуемого напора (обычно от 5 до 15 м).

На заметку: При охлаждении пресной водой учитываются скорость охлаждения, характеристики теплообменника, диапазоны расхода и напора.

При воздушном (непрямом) охлаждении охлаждение происходит воздушной струёй. Удельный расход охлаждающего реагента примерно такой же, но требуется более сложная система вентиляции.

По типу конструктивного решения

Выше уже были описаны особенности использования агрегатов различного исполнения. В частности, циркуляционные модели отличаются малым энергопотреблением, но неспособны повысить давление более, чем на 3 атм. Для более высоких значений следует принимать конструкции с самовсасыванием или вихревые.

Правила подбора мощности агрегата

Главным параметром насоса для давления воды в водопроводе считается максимальный расход, который описывает максимально достижимую скорость объемного расхода через насос. Наибольшее повышение давления указывает на максимально достижимое прибавление давления к существующему давлению или напору системы. Давление, которое должен обеспечивать агрегат, представляет собой разницу между требуемым давлением системы и номинальным давлением. Эта разность давлений выражается в объёме жидкости, который необходимо подать подкачивающему насосу с желаемой скоростью потока для удовлетворения поставленных требований.

Чтобы выбрать необходимое давление, необходимо учитывать дополнительные потери внутри установки и в системе, происходящие из-за изменений в условиях трения и расхода.

Проведение испытаний и проверка внутреннего и наружного противопожарного водопровода

Для поддержания противопожарной безопасности различных строений и зданий необходима постоянная проверка и проведение испытаний внутреннего противопожарного водопровода, что необходимо для поступления воды для осуществления ликвидации возгорания, а также наружного противопожарного водопровода, который размещается в подземных коммуникациях.

При проверке внутреннего и наружного противопожарного водопровода осуществляется осмотр, проверка наличия давления и воды, проверка рабочего состояния приспособления для поступления воды из гидранта, а также исследование работоспособности всех сопутствующих конструкций.

ЗаказатьИспытания пожарного крана — от 600 рублей за 1 шт. Испытания пожарного гидранта — от 2 500 рублей за 1 шт. Испытания проводятся 2 раза в год. Целью проведения испытаний является определение количества расходуемой воды при нейтрализации пожара и его соответствие принятым нормам. Противопожарный водопровод должен постоянно находиться в рабочем состоянии и производить обеспечение объема воды, который необходим для тушения пожара. Согласно принятым нормам пожарные краны такой системы всегда снабжаются стволами и рукавами, а также необходимо не реже 1 раза в год проводить перекатку рукавов на новую скатку.

Компания «Альянс мониторинг» предлагает вам качественные и профессиональные услуги по проведению проверки противопожарного водопровода. Квалифицированные сотрудники нашей компании быстро проведут испытания пожарных гидрантов и кранов, используя специализированное оборудование.

Типы водопроводов

На этапе проектирования самого строения и системы водопровода необходимо определиться, где и как будет размещаться противопожарный водопровод, а также какая система будет применяться для подачи воды при тушении. В зависимости от расположения, противопожарный водопровод бывает:

Также система противопожарного водопровода может быть высокого или низкого давления, в зависимости от силы давления воды в трубах. При использовании модели противопожарного водопровода с высоким давлением обеспечение напора воды осуществляется с помощью стационарных насосов, благодаря которым создается необходимый напор, который полностью ликвидирует огонь Оборудование срабатывает сразу после обнаружения воспламенения.

Противопожарные водопроводы низкого давления менее эффективны, но являются более экономичной системой. Для их использования применяются передвижные насосные установки.

Внутренние противопожарные водопроводы подразделяются на:

Многофункциональные
Специальные

Многофункциональные противопожарные внутренние системы подключают к бытовым коммуникационным системам. Специальные противопожарные системы являются автономными и применяются только для тушения очага воспламенения. Проведение испытаний внутреннего противопожарного водопровода на водоотдачу происходит сразу после его сборки.

Наружные системы противопожарных водопроводов размещаются на внешней части зданий. Зачастую, они проходят под землей и применяются для наполнения водой резервуаров для разной пожарной техники.

Нормативные документы, регламентирующие установку, использование и проведения испытания систем противопожарного водопровода

Основанием для проведения испытаний противопожарного водопровода является Правила пожарной безопасности в РФ ППБ 01-03:

Пункт 89: Сети противопожарного водопровода должны находиться в исправном состоянии и обеспечивать требуемый по нормам расход воды на нужды пожаротушения. Проверка их работоспособности должна осуществляться не реже двух раз в год.

Пункт 91: Пожарные краны внутреннего противопожарного водопровода должны быть укомплектованы рукавами и стволами. Пожарный рукав должен быть присоединен к крану и стволу. Необходимо не реже одного раза в год производить перекатку рукавов на новую скатку.

Перечень услуг по техническому обслуживанию сети внутреннего противопожарного водопровода

№п/п	Наименование работ (услуг)	Периодичность	Основани
1.	Проверка работоспособности и технической исправности пожарных кранов	Два раза в год

Требования по комплектации внутреннего противопожарного водопровода

Система внутреннего водопровода для пожаротушения должна иметь такую комплектацию:

1. В рабочем состоянии контрольно-измерительная и запорная аппаратура. К ВПВ должен быть подсоединен наружный противопожарный водопровод и общий водопровод или другой источник подачи воды. Работа системы будет эффективной при условии достаточного давления, чтобы на выходе при тушении пожара обеспечить довольно мощную струю с мелкодисперсным распылением. При этом предпочтителен максимальный расход воды при тушении любого типа возгораний.

Обязательно соединение с водопроводом любого типа, в котором всегда есть вода:

технический;
производственный;
хозяйственный;
водопровод с питьевой водой.

2. Предусматривается станция с точкой управления ВПВ и пожарный насос, который обеспечит хороший напор при слабом давлении во внешнем источнике или водопроводе. Насос и контрольный пункт должны располагаться внизу:

1-й этаж;
подвал;
цокольный этаж;
полуподвальное помещение.

Это помещение может граничить с котельной, бойлерной или водораспределительным пунктом, а также располагаться отдельно.

3. Обязателен доступ к станции (пульту) с кнопкой запуска и блокировки работы пожарного насоса. Рядом должен располагаться блокиратор (задвижка) схемы ВПВ и управление автоматикой пожарной сигнализации постройки в рабочем состоянии. Возможна схема, совмещающая автоматику и ручное управление для регулировки подключения и наполнения водой пожарного водопровода – для надежности запуска.4. Отдельный противопожарный резервуар для хранения необходимого запаса воды на случай отсутствия ее в водопроводе. Минимальный запас воды необходим для пуска насоса и локализации возгорания до прибытия специалистов. Это так называемые гидропневматические или водонапорные баки.

Система управления водопроводом должна располагаться в специально отведенном для этого помещенииВнимание! Отсутствие резервного резервуара допустимо, если есть гарантия постоянного наполнения водопровода и при автоматическом запуске пожарного насоса.

5. Пожарный ствол с ручным управлением (соединение с рукавом пожаротушения), который должен быть уложен в замыкаемых нишах или закрытых ящиках с пломбированием. Размещение – в доступном для визуального контроля месте.

6. Наличие внутренних ПК в холле, на входе, на подъеме у лестничной клетки, в вестибюли на проходах и коридорах. Запуск и использование противопожарного рукава должно быть в любом доступном для общего пользования месте. Длина рукава или шланга рассчитывается таким образом, чтобы вода достигала любой точки возможного возгорания. ПК располагают на уровне глаз. Спаренные краны могут быть рядом, выше или ниже.

7. Заранее спроектированные стояки и сети ВПВ (вертикальные и горизонтальные). Схема должна быть организована на основе планировки здания, чтобы размещение противопожарного водопровода было оптимальным

Постройка высотностью более 6 этажей предполагает наличие вертикальных пожарных стояков, подключаемых к общему водопроводу из стальных труб.Внимание! Отдельный ВПВ любой постройки создается из металлических труб. Предполагается применение полимерных труб на отдельных частях схемы, но они должны иметь сертификат о пожарной безопасности

Требования к ВПВ регламентируются государственным законодательством и национальной стандартизацией (ГОСТ):

Федеральный закон «О пожарной безопасности».
СП «Системы противопожарной защиты. ВПВ, требования пожарной безопасности» (основной документ).
СП «Общественные здания и сооружения».
ГОСТ «Техника пожарная. ГСП. Общие технические требования (ОТТ). Методы испытаний».
СП «Здания жилые многоквартирные.
ГОСТ «Техника пожарная. Рукава пожарные напорные. ОТТ. Методы испытаний».
ГОСТ «Техника пожарная. Шкафы пожарные. ОТТ. Методы испытаний».
ГОСТ «Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. ОТТ и характеристики. Методы испытаний».
«Правила противопожарного режима в РФ».

На производственных предприятиях система пожаротушения может дополняться баллонами с химическими средствами, которые используются для тушения легковоспламеняющихся веществ

На местах должны работать ведомственные правила и отраслевые стандарты по организации ВПВ. В них описана специфика и функционал предприятий, основные показатели физико-химические свойств оборудования и материалов, задействованных в процессе производства. Например, нельзя водой потушить те вещества, которые вступают в химическую реакцию с избыточным выделением тепла. Легко воспламеняющиеся жидкости гасят специальной пеной, а не водой, чтобы не расширить площадь пожара.

Виды и характеристики пожарных насосов

Струйные

К струйным ПН относятся два типа агрегатов:

Водоструйные, которые ставятся на спецмашины. Они работают на забор воды из открытых водоемов со сложной береговой линией, а также на откачку воды из помещений. Эти ПН относятся к установкам эжекторного типа с преобразованием потенциальной энергии в кинетическую.
Газоструйные, при помощи которых наполняются центробежные установки. Для работы используется разряженная среда ДВС.

Объемные

Принцип действия объемных ПН основан на изменении объема внутреннего отсека, за счет чего находящаяся внутри жидкость выталкивается наружу. В эту группу входит 4 типа агрегатов:

Поршневые. Изменение объема в них происходит при движении поршня. Преимущество этого типа механизмов – высокий КПД и повышенная всасываемость, при этом подача ОТВ остается слабой без возможности регулировки.
Пластинчатые с изменением объема рабочей камеры за счет работы лопатки ротора. Движение полостей происходит в направлении выхода, что создает возможность выталкивания жидкости.
Шестеренные, в которых работают два колеса.
Водокольцевые с изменением объема камеры за счет ротора. У этого типа ПН низкий КПД, перед работой в камеру необходимо заливать жидкость.

Центробежные

Центробежные насосы противопожарного водоснабжения работают при помощи инерционной силы. Различаются они показателями давления:

до 2,0 МПа;
до 5,0 МПа;
насосы, создающие оба давления.

Вторичные характеристики:

количество колес;
плоскость расположения вала;
максимальный напор (от 100 до 300 метров);
установка противопожарных центробежных насосов на спецмашине (впереди, посередине, сзади).

Независимо от типа ТП основными характеристиками этих агрегатов считаются:

производительность, или объем воды или ОТВ за единицу времени;
напор, или высота струи;
высота всасывания, или расстояние от поверхности воды до горизонтальной оси насоса;
частота вращения вала;
КПД.

Разбираемся в причинах слабого напора воды

Существующими нормативами прописано, что давление в водопроводе должно составлять 4 бар. Именно так можно обеспечить работоспособность всех бытовых приборов, связанных с водоснабжением. На практике встретить такое давление практически невозможно. Поскольку показатель имеет погрешности, как в большую, так и меньшую сторону.

Распространенные причины возникновения проблемы:

Причиной низкого давления могут послужить старые трубы, которые основательно заросли известняком, либо покрылись ржавчиной изнутри. Использование водяных насосов высокого давления в таких случаях нецелесообразно – требуется замена всей трубной разводки.
Повлиять на силу напора способны и загрязненные старые фильтры, смена которых легко решает проблему.
Виновником слабого напора воды может случайно стать сосед снизу, установивший при ремонте трубопровод меньше регламентируемого диаметра.