Параллельная и последовательная работа насосов
В рубрике «Общее» рассмотрим последовательную и параллельную работу нескольких насосов. Такая ситуация может возникнуть тогда, когда один насос не в состоянии обеспечить необходимый расход или напор. Иногда, в экономических целях, выгодно использование несколько насосов. Очень часто сам технологический процесс предполагает наличие резервного насоса. В таких ситуациях и применяется последовательное или параллельное подключение нескольких агрегатов. Зная характеристику каждого насоса, можно легко найти их общую характеристику и рассчитать общий напор и расход, а также определить их общую потребляемую мощность. При подборе насосов для последовательной работы необходимо обращать внимание на их производительность, она должна быть одинаковой. В случае выбора насосов для параллельной работы, необходимо обращать внимание на их напор, напор должен быть одинаковым.
Последовательная работа
Включение насосов последовательно на практике встречается очень редко. Последовательная работа насосов используется для увеличения значения напоров (H) при одинаковом расходе (Q) , и предполагает включение двух или более насосов в режим, когда все они перекачивают жидкость ступенчато в один и тот же напорный трубопровод. На (Рис. 1) показан пример последовательного подключения двух насосов и их общая напорная характеристика.
Всякий многоступенчатый насос может бить представлен как несколько последовательно включенных одноступенчатых насосов. С той лишь разницей, что в многоступенчатом насосе невозможно отключение ступени, хотя часто для регулирования это необходимо. При последовательном подключении двух и более насосов неработающий насос создает дополнительное сопротивление в системе, для уменьшения этого сопротивления устанавливается байпас, а на нем обратный клапан. Целесообразность последовательного включения нескольких насосов необходима, если характеристика внешней сети очень крутая. Насосы при таком включении могут располагаться как рядом друг с другом, так и на значительном удалении. В случае последовательной работы насосов могут возникать проблемы связанные с , когда недостаточный подпор и турбоэффектом, когда первый насос раскручивает рабочее колесо второго, в результате этого могут выйти из строя оба насоса. Когда применяется последовательное подключение двух и более насосов, следует обращать внимание на максимальное рабочее давление последующего насоса, ибо к входному давлению (Н 1 ) добавляется давление, создаваемое вторым насосом (Н 2 ). Полученное таким образом общее давление не должно превышать максимальное рабочее давление насоса. Максимальное рабочее давление можно посмотреть в каталогах заводов производителей или в технических характеристиках используемых насосов. Оно учитывает прочность корпуса, резиновых кольцевых уплотнений и . Следует обращать внимание и на параметры запорной арматуры применяемой в системе, так как она подвергается и должна иметь повышенную прочность. Трубопроводы, соединяющие последовательно работающие насосы, должны иметь как можно меньше соединений и крутых поворотов. Когда два насоса соединяются последовательно (друг за другом) их напор суммируются. Если подача равна нулю, то напор от двух одинаковых по параметрам насосов удваивается. Если подача двух последовательно включенных насосов осуществляется без напора, то два насоса не обеспечат большую подачу, чем один насос.
Параллельная работа насосов
Если система имеет по времени постоянно меняющийся расход или когда требуется установка резервного насоса, то в таких случаях применяется параллельное включение центробежных насосов. Самым простым примеров параллельной работы насосов являются сдвоенные насосы, которые применяются в системах отопления. При работе насосов параллельно на напорном патрубке также необходимо устанавливать обратные клапана, для избегания обратного протока жидкости. В сдвоенных насосах функцию обратного клапана выполняет перекидной шибер. Если параллельно включено несколько насосов, то их расходы (Q ) суммируются.
В наше время, при строительстве жилых домов или промышленных объектов новые водопроводные системы врезаются в уже существующие старые сети, что сказывается часто на общую производительность сети (расход и напор). В случае изменения параметров существующей водопроводной сети соответственно влечет за собой и изменение параметров насоса. Одним из возможных вариантов изменения гидравлических характеристик группы насосов может быть изменения количества одновременно эксплуатируемых насосов подключенных параллельно. Ярким примером такого применения насосов могут быть воды и установки пожаротушения. В станциях повышения давления может использоваться одновременно до 6 однотипных насосов. У всех насосов один общий всасывающий коллектор и общий напорный коллектор. Каждый насос имеет запорную арматуру на входе и обратный клапан, и запорную арматуру на выходе. В зависимости от алгоритма работы станции насосы делится на рабочие, пиковые или резервные. Управление работой насосов осуществляется автоматически при помощи системы управления и датчика давления, по заданному давлению на выходе. В зависимости от условий эксплуатации и назначения установки повышения давления и задаются режимы работы насосов рабочие, пиковые, резервные. От количества потребляемой воды меняется и количество одновременно работающих насосов в станции. Система управления установки повышения давления отслеживает наработку каждого насоса в часах и регулирует последовательность их включения. Первым всегда включается насос с наименьшей наработкой, затем включается насос, у которого наработка больше, затем следующий насос, у которого наработка еще больше и так далее. Выключение насосов происходит в обратной последовательности. Первым отключается насос с наибольшей наработкой, затем с меньшей наработкой и так далее. Таким способом регулируется ресурс работы насосов, он примерно одинаковый у всех насосов и тем самым увеличивается срок службы станции в целом. В зависимости от типа системы управления включение насосов происходит ступенчато или плавно при помощи частотного регулирования. Частотное регулирование может быть на одном насосе или инверторы установлены на каждом насосе. Наличие инвертора позволяет очень плавно производить настройку количества одновременно работающих насосов под изменяющиеся параметры сети, в отличии от ступенчатого регулирования, где каждый последующий насос включается сразу на всю производительность. Для сглаживания этих пиков при ступенчатом регулировании насосов используются . Емкость гидроаккумулятора подбирается в зависимости от количества потребителей и объема потребления.
В случае выбора насосов разных типов для параллельной работы необходимо учитывать различные факторы, одним из основных является напор (Н ), который должен быть у всех насосов одинаковый. Это необходимо для того, чтобы насос с большим напором не «задавливал» насос с меньшим напором. При такой работе эффективность насоса с меньшим напором будет очень маленькой из-за постоянного преодоления сопротивления, которое создает более мощный насос. с меньшим напором будет все время снижаться и в какой-то момент может снизиться до нуля, насос начнет работать без протока.
В параллельной схеме работы максимальная подача удваивается при нулевом напоре, если одновременно работают два насоса одинаковой мощности. Если взять другую крайнюю точку, когда подача равна нулю, то два работающих насоса включенных параллельно не смогут обеспечить напор больше, чем один насос.
Различные причины применения нескольких параллельно включенных насосов:
- Эксплуатация основного и резервного насоса. В случае неисправности основного насоса в работу включается резервный насос.
- Эксплуатация основного и пикового насоса. Когда основной насос не справляется с возрастающей нагрузкой, происходит включение пикового насоса.
- Снижение эксплуатационных затрат при изменении нагрузки. Параллельная работа позволяет разделить объем подачи и снизить затраты.
Если в параллель работают два насоса с разными напорами, то мене мощный насос необходимо отключит, при достижении величины напора находящегося вне его рабочей характеристики. Или на более мощном насосе уменьшают напорную характеристику путем регулирования. При этом КПД более мощного насоса будет снижаться.
Эксплуатация, обслуживание и ремонт
В случае правильного подбора насосов для последовательного или параллельного режима работы и соблюдении условий эксплуатации насосы работают долго, надежно, без сбоев. При монтаже на насосах необходимо смонтировать запорную арматуру, для более удобного ремонта и обслуживания насосов, как при параллельной, так и при последовательной их эксплуатации.
Спасибо за оказанное внимание
При организации автономного водоснабжения некоторые владельцы частных участков используют два насоса в одной скважине. С какой целью применяется подобная схема, и какие условия должны быть соблюдены для ее реализации – об этом поговорим в данной статье.
Существует несколько проблемных ситуаций, которые можно решить с помощью двухнасосной схемы. Самая распространенная из них – использование скважины двумя соседними хозяйствами. Далеко не всегда один насосможет в равной степени удовлетворить обоих потребителей, особенно если он изначально рассчитывался для водоснабжения конкретного участка.
Другой причиной подключения двух насосов к одной скважине является рост потребления воды, например в случае увеличениятерритории полива. Зачастую при обустройстве скважины мощность насосного оборудования подбирается без особого запаса, поэтому прибор не может справиться с растущей нагрузкой. Чтобы не покупать более мощный и, соответственно, более дорогой агрегат, можно осуществить дублирование уже установленного, равномерно распределив расход между двумя устройствами.
Дополнительное преимущество подобного решения – наличие резерва в ситуации с поломкой одного из насосов. В этом случае значительно уменьшается вероятность полностью остаться без воды на участке.
Увеличение площади полива требует применения более мощного насосного оборудования
Условия эксплуатации двухнасосной системы
Главное требование к эксплуатации двух насосов в одной скважине – соответствующий дебит источника. Он должен быть минимум на 10% выше суммарного расхода обоих приборов. В противном случае произойдет быстрое опустошение скважины, а при частом повторении данного процесса велика вероятность заиливания.
Важно. В случае снижения уровня воды возникает опасность сухого хода. Длительная работа в таких условиях, при отсутствии соответствующей защиты, приведет к поломке оборудования.
Второе требование – необходимый размер обсадной трубы. Самые компактные погружные аппараты – трехдюймовые – имеют диаметр 74 мм (хотя на практике данный параметр может увеличиваться еще на пару миллиметров). Дажев трубе 150 мм такие, казалось бы, узкие модели не получится расположить бок о бок, учитывая требование к зазору между корпусом и обсадной трубой. Поэтому их придется размещать один над другим.
Оба устройства должны свободно помещаться в скважине
Какие насосы можно использовать
Тип насосного оборудования зависит от условий, в которых его планируют использовать. Если зеркало воды находится на большой глубине и диаметр обсадной трубы является достаточным, тогда можноопустить два погружных насоса в скважину. Не так критичны к диаметру трубы поверхностные насосные станции, поскольку вниз опускается только шланг. Однако такие аппараты могут эффективно работать лишь при небольшой глубине источника (менее 8 м), что ставит их эксплуатацию в достаточно жесткие рамки.
Совет. При обустройстве двухнасосной схемы не рекомендуется применение вибрационных погружных насосов. Во время работы корпус прибора может касаться обсадной трубы, в результате чего возможно ее разрушение.
Расчет мощности различных моделей производится по стандартной формуле, с учетом необходимого напора и расхода для конкретных условий. Для погружного оборудования, помимо технических характеристик, важны габариты корпуса. В скважины небольшого диаметра (114 мм, 133 мм), которые чаще всего эксплуатируются в частном хозяйстве, теоретически можно установить 4-дюймовые приборы, однако лучше для таких целей использовать 3-дюймовые модели.
Выбор типа оборудования зависит от условий эксплуатации
Схемы подключения двух насосов к одной скважине
В зависимости от параметров скважины и преследуемых целей существует несколько схем подключения двух насосов. Рассмотрим подробно каждую из них.
Погружной + погружной
Основная сложность подобной схемы состоит в том, что каждый прибор должен свободно подвешиваться, не касаясь стен скважины. Конечно, в отличие от вибрационных насосов, которые способны повредить даже стальную трубу, центробежные модели намного бережнее относятся к окружающей конструкции. Тем не менеедаже они создают небольшую вибрацию, поэтому с целью предотвращения повреждений лучше предусмотреть зазор между корпусом и стеной.
Опустить два насоса в скважину можно двумя способами:
- Изготавливается специальное приспособление (кондуктор), к которому подвешиваются оба аппарата. Для удерживания подвеса применяется общий трос повышенной прочности. Водопроводная труба нижнего насоса «обходит» верхний с помощью фитингов.
- Прибор, подвешиваемый сверху, размещается в скважине стандартным способом, а для нижнего аппарата делается площадка, удерживаемая двумя тросами. Водопроводная труба монтируется аналогично предыдущему варианту.
Варианты расположения двух погружных насосов
Поверхностный + поверхностный
С насосными станциями дело обстоит несколько проще. Если динамический уровень воды располагается не глубже 8 м от поверхности, а дебит источника является достаточным, тогда можно спокойно подключать два поверхностных насоса к одной скважине, опустив вниз водопроводные трубы от каждого из них. В этом случае обе насосные станции будут работать независимо друг от друга.
Совет. Не обязательно каждый прибор подключать к гидроаккумулятору. Если один из насосов будет работать исключительно для полива территории, выходнойшланг от него можно пустить напрямую.
Стоит отметить, что схема с использованием двух независимых водопроводных труб применима для скважин стандартного размера. В абиссинских конструкциях с диаметром «иглы» 25-50 мм поместится только один шланг, поэтому в данной ситуации на входе в скважину устанавливается тройник, а каждый аппарат подключается через обратный клапан. Недостатком подобного подключения является невозможность работы одновременно двух станций.
Тройник для подключения двухнасосной системы к скважине небольшого диаметра
Погружной + поверхностный
Комбинированное подключение используется в том случае, если ни один из аппаратов по отдельности не может обеспечить требуемые параметры водоснабжения. Для создания необходимого давления в системе два насоса последовательно подключаются к одной скважине. Погружное оборудование поднимает воду к насосной станции, которая, в свою очередь, обеспечиваетдостаточный напор в трубопроводе.
Поскольку оба прибора в данной схеме являются взаимодополняющими, их работа должна быть согласована. Для чего необходимо:
- удостовериться в одинаковом расходе двух агрегатов;
- синхронизировать включение обоих устройств, параллельно подключив их к реле давления;
- применить контроль сухого хода для каждого насоса или обеспечить общую защиту.
Впрочем, поверхностный и погружной насосы не обязательнодолжны дополнять друг друга. Если позволяют технические параметры, они вполне могут работать независимо, организовывая водоснабжение отдельных хозяйств.
Независимое применение двух разных насосов
Стоит ли игра свеч
Рассмотрев несколько способов, как можно подключить два насоса к одной скважине, возникает логичный вопрос – насколько целесообразна данная затея. Одно дело, когда возникает необходимость дублировать уже работающее оборудование, и совсем другое – организовывать водоснабжение двух отдельных объектов с нуля.
Чтобы не возиться с двумя насосами, придумывая для них специальные крепления (для погружного оборудования), специалисты рекомендуют приобрести на два участка один мощных агрегат, а в каждом доме установить собственный гидроаккумулятор. При этом автоматику управления насосом можно реализовать таким образом, чтобы включение прибора осуществлялось с любого участка.
Один из вариантов организации водоснабжения отдельных домов – применение двух гидроаккумуляторов
О том, можно ли в скважину опустить два насоса или лучше использовать общее оборудование с разными гидробаками, следует предварительно поинтересоваться у специалистов. А наиболее оптимальный вариант – изначально доверить все работы профессионалам и получить качественный результат на долгие годы.
Скважина – сооружение довольно дорогостоящее. Поэтому, если мощность водоносного слоя позволяет, у многих возникает вопрос: «А не целесообразнее ли сделать одну скважину на двоих (расходы по ней делятся, естественно, пополам)»? Постараемся развернуто ответить на этот вопрос, используя материалы форумов по водоснабжению , посвященные этому вопросу.
Скажем сразу, технически выполнить такую схему трудностей не представляет. По большому счету, существуют два варианта схемы водоснабжения:
- Скважина на два дома, на два хозяина с одним гидроаккумулятором .
- Скважина на два участка с двумя гидроаккумуляторами.
Первая схема используется в случае, если два дома находятся недалеко друг от друга (не дальше 100 м). При этой схеме гидробак подключается к скважинному насосу как обычно (то есть насос – обратный клапан – реле давления (+ блок автоматики для насоса если есть) - гидроаккумулятор ). Далее на трубу, выходящую из бака ставится тройник и осуществляется разводка скважины на два дома. Самже бак в этом случае устанавливается в кессоне.
Вторую схему скважины на два дома для двух хозяев применяют в том случае, если дома далеко отстоят друг от друга (больше 100 м). В этом случае вначале в напорную трубу врезается тройник, а от него идут трубопроводы к каждому дому и уже на этих трубопроводах устанавливаются мембранные баки. Эту схему также используют в том случае, если потребление двух домов достаточно большое, что предполагает установку бака большой емкости. Поэтому проще установить два отдельных бачка меньшей емкости. В этом случае реле давления и блок автоматики (если он есть) необходимо устанавливать ДО разводки. Недостатком этой схемы скважины на два дома и два участка следует считать тот факт, что два гидроаккумулятора должны быть настроены одинаково, вне зависимости от характера водопотребления в каждом доме. В противном случае один из гидроаккумуляторов будет работать неэффективно, либо вообще не работать.
При водоснабжении двух домов от одной скважины более мотивированным становится решение использовать частотное регулирование мощности скважинного насоса (подробнее, см. «Частотный преобразователь для скважинного насоса »). В этом случае становится не нужным ГА большой емкости, да и поддерживать нужный уровень давления в системе значительно легче.
В схеме водоснабжения двух домов с одной скважине необходимо также решить вопрос по оплате электроэнергии. Обычно для этого на каждую трубу, идущую в дом, устанавливается водомерный счетчик и оплату электроэнергии производят пропорционально показаниям этих счетчиков.
И последний вопрос – местонахождение самой скважины. Лучший вариант – скважина на два дома размещается на нейтральной территории, например на границе участка. В противном случае, в случае ссоры один из соседей рискует остаться без воды.
Иногда на специализированных форумах, посвященных проблемам водоснабжения частных домов , встречается следующий вопрос: «Можно ли в одну скважину поставить два насоса»? Когда может возникнуть такая потребность? Нам видится только два таких случая:
- Если расхода уже стоящего в скважине насоса перестает хватать для полного удовлетворения потребности в воде дома. Например, увеличился объем полива и т.д.
- Для дублирования уже имеющегося насоса. Например, если имеется обширное частное хозяйство, где выращивается птица, скот и даже кратковременный перебой в водоснабжении недопустим.
Итак, можно ли поставить два насоса в одну скважину? Ответ - да, но при выполнении ряда условий:
- Дебит скважины должен минимум на 10-15% быть больше суммарного расхода двух насосов. В противном случае, при работе определенное время (которое определяется дебитом скважины, расходами насосов, диаметров и глубиной скважины) одновременно двух насосов они просто выкачают из скважины всю воду. Если это будет часто повторяться, скважина быстро заилится.
- Габаритные размеры скважины позволяют установить два насоса.
Привлекательность такого решения (два насоса в одну скважину) в его экономичности. Купить один менее мощный насос дешевле, чем более мощный. Да и потом куда девать насос, который до этого был в скважине?
Принципиальная гидравлическая схема установки двух насосов в одну скважину
Естественно, насосы должны размещаться один над другим и никак друг с другом (ни механически, ни тем более гидравлически не быть связаны). От каждого должна идти водоотводящая труба (труба ПНД) с обратным клапаном. Далее возможны несколько вариантов гидравлической схемы.
- Если второй насос ставится из-за нехватки воды, например, для полива, то целесообразно, его напрямую соединить с системой полива миную мембранный гидроаккумулятор.
- Если второй насос ставится как резервный, то можно водоотводящие трубы насосов на выходе из скважины соединить между собой тройников, с тем, чтобы в мембранный гидроаккумулятор шла одна общая труба.
Нам представляется наиболее целесообразным использовать второй вариант с доработкой - соединить трубу, идущую на полив, при помощи специальной отводной трубы, снабженную запорным вентилем, с мембранным гидроаккумулятором. В этом случае в штатном режиме второй насос используется для полива. Но если выйдет из строя первый насос, то работающий насос можно легко подключить к системе водоснабжения дома. Но если, конечно, не хватает воды именно для дома, то необходимо использовать только второй вариант.
Обычно в частных хозяйствах используются скважины с диаметром обсадной трубы 114 мм или 133 мм. И в первом, и во втором случае возможно использование двух трех дюймовых насоса (максимальный диаметр 76 мм). Такие насосы в большом ассортименте выпускает компания Grundfos . Например, SQ 1-50 , SQ 2-70 и т.д. Имеются такие насосы в ассортименте торговой марки WELL PUMPS (Бельгия) и некоторых других. А вот популярные у нас насосы Водолей выпускаются только с диаметром четыре дюйма и выше. Попытка установить два четырехдюймовых насоса в одну скважину довольно рискованна.
Есть соблазн поставить вибрационник «Малыш». Он имеет небольшие габариты и два таких насоса вполне встанут в скважину. Но, во-первых, вибрационные насосы вообще не рекомендуется применять в скважинах на песок (а именно в такие скважины возникает потребность устанавливать второй насос). А во-вторых, при установке двух насосов в одну скважину возрастает вероятность того, что один из них будет касаться обсадной трубы скважины. В этом случае при длительной работе этот «Малыш» может просто сделать дыру в обсадной трубе!
Реальным способом сэкономить на водоснабжении нескольких, стоящих рядом, домов станет скважина на два дома. Вопреки многочисленным анекдотам и даже детективным историям, жизнь большинства людей проходит вовсе не в стиле игры «Как достать соседа». Даже если вы и не стали с соседями лучшими друзьями, взаимное уважение и взаимная выгода — достаточные причины, чтобы оборудовать совместную скважину на воду на два дома.
Подключение скважины на два дома
Теоретически, сделать разводку из кессона скважины можно на любое число потребителей. Реальным препятствием, ограничивающим количество домов, получающих воду, может стать только дебет скважины. А вот к воображаемым минусам использования скважины на два дома можно отнести только неумение людей договариваться.
- На чьём участке будет расположена скважина?
- Как контролировать расход электричества каждым из пользователей насоса?
- Как делить расходы на обслуживание и ремонт?
При желании, любой из этих вопросов можно сделать камнем преткновения, и в итоге, разругавшись, отказаться от идеи водоснабжения двух домов от одной скважины. Но, опять же, при желании, любые вопросы можно воспринимать, как имеющие решение, и найти это решение, выгодное для каждого из соседей.
Примеров удачного использования 1 скважины на два дома предостаточно, и лучше ориентироваться на них, нежели на обратные случаи. А уж оплачивать стоимость бурения и обустройства скважины, монтажа кессона, намного выгоднее вскладчину. Дешевле ровно в два раза!
Как из одной скважины подключить два дома?
Если оба строения расположены рядом со скважиной, схема обвязки скважины на два дома мало чем будет отличаться от «обычного» подключения, к одному дому. С той лишь разницей, что на выходящую из гидроаккумулятора трубу устанавливают тройник, разделяющий два трубопровода. Мембранный бак с автоматикой устанавливают в кессоне.
Схема подключения скважины на два дома
Если же один из домов находится на расстоянии 100 и более метров от скважины, или она будет использоваться для водоснабжения не двух, а нескольких домов, для каждого из них устанавливают свой гидроаккумулятор с автоматикой. В этом случае баки-аккумуляторы следует настраивать в соответствии с одинаковыми параметрами, чтобы обеспечить корректную работу каждого из них.
Выбирайте профессионалов!
Чтобы водоснабжение работало бесперебойно в обоих домах, монтаж, настройку и обвязку скважины на два дома следует доверить настоящим мастерам. Наши инженеры, учитывая условия и пожелания хозяев, подберут оптимальную схему подключения, подберут насос для скважины на два дома, который обеспечит нормальную работу системы, и другое оборудование. Бригада монтажников быстро и по доступной цене смонтирует ваш совместный водопровод!