Как правильно рассчитать основные характеристики насоса для полива огорода

С приближением долгожданной весны многие любители сельскохозяйственных работ уже мыслями переносятся на свои загородные участки. Начинается планирование – что и где посадить, как и за чем ухаживать, какие новые инструменты или инвентарь необходимо прикупить.

Как правильно рассчитать основные характеристики насоса для огорода

Одна из обязательных операций по уходу за посажеными культурами – это регулярный их полив. А чтобы не заниматься выматывающим силы переносом ведер с водой по участку, гораздо удобнее сделать напорную систему орошения. То есть в точке водозабора установить насос, от которого к конкретному участку полива протягивается шланг (вариант – пластиковые трубы). Ну и потом – или операция осуществляется вручную, или устанавливается какое-то оросительное устройство.

Но чтобы такая схема оказалась в самом деле работоспособной, важно знать, как правильно рассчитать основные характеристики насоса для огорода. Вот этим мы сейчас и займемся.

Какие характеристики насоса для полива можно считать главными

Когда приобретается любой насос, и поливной не является исключением, то всегда имеется в виду, что этот прибор должен быть в состоянии переместить за какое-то время нужный объём воды из исходной точки к месту назначения. Естественно, преодолев при этом препятствующие нормальному движению потока силы гравитации (если расходоваться вода будет выше точки ее забора, как обычно и случается), и силы гидравлического сопротивления труб (шлангов) со всеми имеющимися на них запорно-регулировочными устройствами.

Естественно, в конечной точке желательно получать не тонкую струйку воды, а какой-то напор, например, достаточный для нормальной работы сантехнических устройств или приспособлений для полива.

Это – в общих чертах. А теперь – более детально по обеим важным характеристикам – производительности насоса и создаваемому им напору.

Самые показательные характеристики насоса для полива огорода – создаваемый напор воды и производительность

С напора, кстати, и начнем.

Напор, создаваемый насосом

В характеристиках насосного оборудования эта величина рассматривается чуть ли не самой первой. Грош цена прибору, который, работая на полной своей мощности, будет неспособен доставить воду к конечной точке ее транспортировки только из-за того, что она расположена дальше и выше, чем это заложено в возможности насоса.

В паспортах насосов величина напора чаще всего указывается метрами водяного столба – так, наверное, нагляднее. Впрочем, помимо таких метров вполне могут фигурировать и другие величины – технические атмосферы (т.атм), бары (бар), или даже килопаскали (кПа).

Чаще всего забор воды для полива осуществляется или из расположенного рядом открытого водоема, или из какого-то подземного или размещенного на поверхности хранилища, например, из колодца ливневой канализации, специального гидранта или даже просто из установленных на подставках бочек.

• Итак, в первую очередь, если в этом есть необходимость, насос должен суметь понять воду от источника до точки потребления. Такая разница высот, понятно, тоже измеряется в метрах. И в буквальном смысле – каждый метр преодолеваемой высоты «сжирает» метр паспортного напора насоса.

Причем, в разницу высот включается не только взаимное превышение уровня земли над уровнем воды. Сам по себе участок может иметь рельеф со значительным перепадом высот, что тоже должно учитываться.

• Вода передается по шлангам или трубам. Известно, что чем меньше диаметр канала, тем выше в нем силы гидравлического сопротивления. Например, даже при довольно толстом дюймовом шланге (25 мм) десять метров расстояния по горизонтали способны «съесть» метр напора. А на крупном огородном участке порой оперируют длиной шлангов и в несколько десятков метров!

А при более тонких шлангах или трубах – потери еще более впечатляющие…

Но и это еще не все!

Вода доставлена к нужной точке, и в ней мы захотели установить какую-то поливальную установку. А вода из шланга – тонкой струйкой…

Недостаточность напора воды из шланга способна превратить обычную операцию полива в «тяжелую каторгу» без должного результата.

То есть нам и на выходе нужен напор, такой, чтобы обеспечивалась работа конечных устройств. В доме в их качестве фигурируют сантехнические приборы, на огороде могут быть специальные устройства, в паспорте которых должно быть оговорено их рабочее давление.

Вот теперь – вроде все. Ну, можно добавить еще и небольшой резерв, процентов в 10.

Все это реализовано в предлагаемом ниже онлайн-калькуляторе.

Калькулятор расчета минимально необходимого напора насоса для огорода

Пояснения по проведению расчета

Этот калькулятор, кстати, имеет некоторую «универсальность». Имеется в виду, что многие насосы, особенно погружные, имеют весьма широкую сферу применения. И часто им ставится задача просто перекачать какой-то объем жидкости из одного резервуара (или, например, хуже, залитого водой подвала) в другой. Кстати, может быть такое и на огороде, когда из ливневого колодца или коллектора вода откачивается в расставленные по участку бочки для полива.

Чтобы заполнить такие емкости, расставленные по участку в нужных местах – все равно придется прибегать к помощи того же насоса.

Поэтому в калькуляторе предусмотрено два варианта расчета – простая перекачка воды насосом, или для полива, то есть с применением какого-то оросительного оборудования, требующего для корректной работы определенного напора.

• Далее, нужно указать в метрах разницу высот между точками забора и использования воды – о чем мы уже говорили выше.
• Следующая величина – это расстояние по горизонтали от точки водозабора до точки потребления. Понятно, что шланги не протягиваются всегда по прямой, но в программу уже внесен коэффициент, делающий поправку на это обстоятельство.
• Далее, указывается диаметр применяемых для перекачки воды шлангов (труб). От этого зависит величина гидравлического сопротивления, уже внесенная в базу данных калькулятора.
• Если известно рабочее давление «поливалки» (из ее паспорта), то оно указывается в последнем поле программы. Если нет данных – желательно оставлять на выходе порядка 1 бар – с таким давлением должно нормально работать большинство устройств из числа наиболее популярных.

Нажатие на клавишу расчета сразу приведет к получению результата. Он будет выражен в метрах водяного столба, в барах (атмосферах) и, на всякий случай, в килопаскалях.

Производительность садового насоса

Это – способность перекачать какой-то определенный объем воды в единицу времени (секунду, минуту, час). По сути, прослеживается тесная взаимосвязь между напором (на выходе, понятно), диаметром шланга и производительностью. И при желании можно даже провести расчет. Но в этом нет особой необходимости – в параметрах модели эта величина обязательно указывается.

А зачем ее знать? Да просто для того, чтобы можно было оценить скорость выполнения имеющихся задач. Например, перекачать тонну воды из одного гидранта в другой можно за 5 минут или за час (условно), если использовать насосы сильно отличающейся производительности.

А разве на огороде это имеет значение?

Да, имеет. Прежде всего, существуют определенные нормы полива, иначе вся операция превращается в фикцию. То есть в условиях конкретного климата и при выращивании тех или иных культур при поливе на квадратный метр требуется использовать, например, 5 или сколько-то еще литров воды. Опытные огородники эти нормы примерно знают, а новички могут уточнить у местных специалистов в области агрономии. Норма орошения и площадь орошаемого участка дают нам объем воды, который необходимо затратить на полив.

А вот теперь – небольшая тонкость. Будет ли кто растягивать полив на весь день? Станет ли кто-то заниматься этим в пик дневной жары? Да нет, конечно. В основном этому мероприятию отводят вечерние часы. И вот тут, увязывая с другими мероприятиями, со временем прихода домой, с желанием посмотреть телепередачи и т.п., можно и нужно спланировать себе отрезок времени, в течение которого желательно полностью разобраться с поливом.

Вот и весь секрет – насос должен суметь перекачать нужное количество воды за этот период, чтобы хозяин вложился в отведенный на полив срок.

Этот подход реализован в следующем онлайн-калькуляторе.

Калькулятор производительности садового насоса

Пояснения по работе с калькулятором

Все очень незамысловато: указываете запрашиваемые значения – и поучаете результат.

• Учитывая то, что некоторые привыкли мерить площади на территории своего участка в квадратных метрах, а другие – исключительно в сотках (и не собираются «переучиваться»), программа идет навстречу и тем и другим. То есть изначально выберите удобную для себя единицу площади.
• Далее, указывается площадь участка, на котором будет осуществляться полив. Таких участков на территории личного хозяйства может быть несколько. Так как насос приобретается раз и надолго, то для расчёта имеет смысл взять самый большой участок или по своей специфике требующий максимального количества воды. Если в течение одного вечера планируется полив нескольких таких участков – их площади придётся просуммировать.
• Следующий шаг – указание нормы полива, о которой говорилось выше.
• Ну и последнее действие – выбор временного интервала, в течение которого хочется уложиться с поливом.

После этого – к клавише «РАССЧИТАТЬ…» за получением результата. Он, кстати, будет выражен в нескольких представлениях – литры в час, кубометры воды в час и литры в минуту.

Это значение можно воспринимать как минимально необходимую производительность насоса. Если она получается слишком большой, и таких насосов просто нет в продаже – значит был поставлен нереальный для выполнения задачи срок. Попробуйте несколько увеличить длительность ежедневного полива и проведите повторный расчет.

Имея «на руках» рассчитанные данные о требуемых напоре и производительности, можно подбирать себе оптимальный садовый насос.

Как рассчитать параметры насоса?

Насос в системах автополива всегда работает «НАПРЯМУЮ» без гидроаккумуляторов и реле давления и вся производительность насоса используется на полив. Все, что может производить насос, целиком без сопротивления уходит в полив.
Поэтому нужно сначала подбирать насос под потребности полива, но не наоборот — сначала покупать насос, а потом «примерять» к нему систему полива.

Почему не подходит дренажный насос и станция ?

Насосные станции и дренажные насосы не подходят для систем автоматического полива!

Система автоматического полива разделена на одинаковые по производительности зоны полива (единовременно работает только одна зона) и каждая из этих зон должна получать расчетное количество воды с нужным давлением.
Под эти параметры и подбирается насос.

НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ не подходят для систем полива, т.к. гидроаккумулятор выполняет функцию не совместимую с потребностями полива. Он накапливает какое-то количество воды для того, чтобы, например, набирая стакан воды в доме не включался насос, а ее отдавал гидроаккумулятор. Используя насосную с танцию в поливе будет происходить скачкообразное падение давления — это когда гидроаккумулятор отдал всю накопленную воду (давление падает), включается насос и снова поднимает давление, отключается и этот цикл повторяется.
ДРЕНАЖНЫЙ НАСОС перекачивает много воды но при очень небольшом давлении. Он предназначен для перекачки больших объемов воды без сопротивления (например из ямы на поверхность земли). Для полива требуется большое давление (3-5 Атм), поэтому такой насос НЕ ПОДХОДИТ.

Для полива используют либо поверхностные , либо погружные центробежные насосы. В их линейке есть высокопроизводительные и высоконапорные насосы, которые удовлетворяют требованиям систем полива.

Как рассчитать насос для автополива

Этот раздел является приложением к статье по проектированию системы полива.

Характеристики насоса отражены в диаграмах насоса. Любой производитель насосов, которого вы выберете, предоставит диаграммы насосов. Зачастую они имеются в открытом доступе в интернете на сайтах производителей.

Диаграмма показывает зависимость производительности насоса от давления, создаваемого насосом.

H – Напор (давление). Каждые 10 метров подъема = 1 Бар (Атм)
Q – Производительность насоса

Подбор насоса по давлению и расходу

Давление
Рабочее давление, создаваемое насосом, должно быть не меньше рабочего давления при котором работают форсунки полива (указано в каталогах форсунок). Например, форсунки MP Rotator от HUNTER работают при давлении 2,5 – 3 Бар .
Производительность
Производительность насоса должна быть не меньше потребности самой большой зоны полива.

Как работать с диаграммой насоса
Допустим, что мы подбираем насос для системы полива с зонами полива 1-дюймового размера с требуемыми параметрами:
— рабочее давление форсунок — 3 Бар (Н=30 м)
— производительность одной зоны 3 м3/ч
На диаграмме по вертикальной шкале находим значение 30 м. , и по горизонтальной — значение 3 м3/ч. Проводим перпендикуляр от значения давления 30 м. от вертикальной шкалы до пересечения с линией насоса (синии линии). Затем от точки пересечения с линией насоса, опускаем вниз вертикально линию до пересечения с горизонтальной шкалой — она укажет на производительность данного насоса при давлении 3 Бар.

ПОТЕРИ на сопротивление

При выборе насоса обязательно нужно учитывать потери на сопротивление, которые неизбежно присутствуют в любой водопроводной системе.

Где накапливаются потери?
— потери по длине трубы. На каждых 100 м длины трубы теряется около1 Бар давления, которое создает насос
— потери в фитингах. В тройниках, отводах и любых фитингах создается местное сопротивление.
— потери на подьем воды. Подъем воды на каждые 10 м. требует дополнительно 1 Бар давления.
— потери на всасывании. На всасывающем патрубке создается значительное сопротивление. Поэтому всасывающая труба не должна быть длиннее 10 м. и быть большего диаметра, чем напорная труба, На пути всасывания нужно обеспечивать минимальное сопротивление. Старайтесь избавляться от ситуации, когда поверхностный насос расположен выше уровня воды, т.к. поверхностные насосы очень плохо работают на подъем воды с глубины. Потери на подъем воды = 2 Бар на каждые 10 м глубины.

Все эти потери выражаются в дополнительном давлении, которое нужно добавить при выборе насоса.

Пример:
Исходные требуемые параметры системы полива:
— давление = рабочее давление форсунок = 3 Бар
— производительность одной зоны = 3 м3/ч
Принимаем для примера условные потери:
— 100 м до самого удаленного от насоса клапана -добавляем дополнительно 1 Бар давления на насосе.
— 2 м. перепад высот от насоса до самой высокой точки с форсунками. Добавляем дополнительно 0,2 Бар давления на насосе.
— допустим на всасывании потерь нет, т.к. емкость и насос находятся рядом на одном уровне.
ИТОГО:
Дополнительные потери требуют повышения исходного расчетного двавления насоса на 1,2 Бар

Соответственно на диаграмме, при подборе насоса, на шкале давления нужно выбрать значение 4,2 Бар (3+1,2=4,2)

На данной диаграме нет искомого насоса, соответственно нужно искать в линейке более мощных насосов.

Подбор по таблицам

Некоторые производители сопровождают свои изделия не диаграммами, а таблицами с характеристиками. По таблицам так же нетрудно будет подобрать насос.

Возьмем для примера поверхностный насос марки U nipump серии MH

1) Находим ближайшее значение производительности.
Выбираем значение 3,6 м.куб/ч (ближайшее значение в большую сторону от требуемого)
2) Находим ближайшее к требуемому значение давления 49 м (4,9 Бар)
3) Таким образом мы видим какой насос соответствует этим параметрам

Автоматика для насоса

Для надёжной работы любого насоса и всей системы водоснабжения необходимо обеспечить его работу с заданными параметрами, защитить его от сухого хода, частого включения-выключения, пониженного или повышенного давления воды на входе и выходе.

Чтобы обеспечить все эти параметры необходимо купить и доукомплектовать насос автоматикой.

Насос автополива должен работать только в систему полива, не расходуя воду на посторонние потребители, т.к. насос не имеет свободных мощностей.

Автоматика управления насосом включает насос по протоку воды. Датчик потока «видит» движение воды по трубе и включает насос и по прекращению движения — останавливает насос.