Подбор насоса для водоснабжения дома: расход по приборам, напор с потерями и давлением, мощность

Насос для дома: как считать

Насос подбирают по двум цифрам — расходу и напору в рабочей точке. Расход — это сколько воды одновременно потребляет дом в пик: по табл. А.1 СП 30.13330.2020 санитарные приборы дают 0,1–0,25 л/с каждый (умывальник и мойка со смесителем 0,12, душ 0,12, ванна 0,25, унитаз со смывным бачком 0,1), стиральная и посудомоечная машины — по 0,2 л/с (12 л/мин). Для семьи типичный пик — душ, кухонная мойка и унитаз одновременно: 0,34 л/с (20 л/мин, 1,8 м³/ч с запасом); если сразу работают шесть точек, включая ванну и стиральную машину, — 0,91 л/с (55 л/мин).

Напор складывается из трёх частей: геометрический подъём от уровня воды (зеркала колодца или динамического уровня скважины) до самого высокого прибора, потери в трубах и арматуре и давление, которое должно остаться у прибора. В примере серии подъём 8 м, потери на вводе 5,46 м (0,5 л/с по PP-R 32×5,4, 30 м, счётчик, фильтр, обратный клапан), у дальнего смесителя нужно 2 бар = 20,4 м — итого H = 33,9 м, то есть 3,3 бар. Минимальный напор перед прибором по нормам (СП 30 п. 8.21, ранее СНиП 2.04.01-85 прил. 2) — 2–3 м для умывальника, мойки, ванны и душа, но комфортный душ и стиральная машина хотят 1,5–2 бар, а гидроаккумулятор с реле давления работает в диапазоне вроде 1,5–3 бар, поэтому насос считают на давление отключения. Так же устроена формула (14) п. 8.27 СП 30.13330.2020: требуемый напор — геометрическая высота диктующего прибора над точкой подключения, сумма потерь на участках, напор перед прибором и потери в узлах учёта воды.

Мощность: гидравлическая P = ρ·g·Q·H = 166 Вт для 0,5 л/с и 33,9 м; при КПД насоса 60 % на валу 277 Вт, с двигателем 85 % — 325 Вт из сети (1,7 А при 230 В), 0,18 кВт·ч на кубометр. На паспортной характеристике насоса точка (1,8 м³/ч; 33,9 м) должна лежать на кривой или ниже неё с запасом 10–15 % по напору. Калькулятор собирает расход из приборов, считает потери по трубе, складывает напор и оценивает мощность; режим «Скважинный насос» добавляет динамический уровень и давление гидроаккумулятора.

Потери напора на трение по длине трубопровода пропорциональны длине участка, квадрату средней скорости потока и обратно пропорциональны диаметру: h = λ·(L/d)·v²/2g, где безразмерный коэффициент λ зависит от режима течения и относительной шероховатости стенки.— Формула Дарси — Вейсбаха (Анри Дарси, 1857; Юлиус Вейсбах, 1845)

Как считать и что проверить

• Расход берите по одновременно работающим приборам (табл. А.1 СП 30), а не по сумме всех: душ + мойка + унитаз — 0,34 л/с (20 л/мин), для большой семьи считайте 0,7–0,9 л/с.
• Напор = подъём + потери + давление у прибора: 8 + 5,46 + 20,4 = 33,9 м; для гидроаккумулятора вместо «давления у прибора» ставьте давление отключения реле.
• Рабочая точка должна быть в средней трети кривой насоса: у правого края падает напор, у левого — КПД и ресурс подшипников.
• Учтите потери всасывания у поверхностной станции: высота всасывания с трубой и клапаном — не более 7–8 м, иначе кавитация.

Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном гидравлическом калькуляторе; перевод бар, атмосфер и метров водяного столба — в конвертере давления, самотёчные трубы — в расчёте диаметра трубы ливневой канализации, резервное питание насоса — в калькуляторе ИБП.