Водополивная система - в чем слабое место?

[Garik50]

Решили возобновить эксплуатацию имеющейся у нас скважины, однако результат оказался хуже ожидаемого. Поэтому хочу узнать мнение на счет возможного слабого места во всей системе.
Скважина. Пробурена 23 года назад, уложена труба 60 диаметром, достаточно толстостенная, чтобы до сих пор стоять. Скважина активно использовалась в течении 10 лет с момента запуска, затем еще 3 года меньше-меньше и дальше изредка для качка вручную из колонки. Последние 3 года не использовалась вовсе, но в настоящее время после небольшой прокачки насосом воду дает.

Глубина: 18 метров (реально 18, проверяли опуская шланг), что там внизу неизвестно. Тип породы внизу не известен. Зеркало воды в среднем на 2-2,5 метрах, но, я думаю, вода гуляет ниже-выше.

Насос. Насос от наших китайских друзей обошелся в 7килорублей, аналоги из эуропы у нас в 2-3 раза дороже. По ссылке можете прочитать его характеристики и посмотреть вид, там и диаграммы работы есть.

Собирают его, видимо, на той же базе что и итальянский Педруло, поскольку визуально один в один.

Водополивная система в общих чертах изложена на схеме (вложение).

Магистральная труба из черного ПВХ пластика, 50 мм. диаметр, отвод из нее же 40 мм. диаметром, Точки я не показывал, но сделаны они все целиком из металла, причем так, чтобы не сужать диаметр трубы. Внутренний диаметр отверстия в кране, из которого изливается вода - 25 мм и поливной шланг до нужного места 32 мм.

Насос и скважина расположены на самой высокой точке, "косые" участки магистральной трубы расположены практически на одном уровне, с небольшими перепадами (10-30 см.), "вертикальные" участки водополивной системы благодаря естественному уклону (1-2 см на метр) идут строго вниз.
Общие замечания: колонка старая, самодельная, но сделана крепко. Перед возобновлением эксплуатации заменили в ней всю резину на новую, поставили самодельный "обратный клапан", чтобы вода быстро не уходила при раскачке, однако толку от него не так много.

Вода идет чистая и вроде как скважина функционирует нормально, вода в нее прибывает из окрестных участков.

Пользуемся следующим образом: поднимаем воду ручным насосом (на это надо 5-6 литров воды), перекрываем кран на качок, открываем кран на насос и запускаем его. Воду он находит тут же. Можно запускать и без качка, тогда насос подымает воду секунд за 30-60.

Фильтр прочищается регулярно, после 2-3 часов непрерывной работы в нем чайная ложка (с горкой) среднезернистого песка.
В чем проблема.

Ранее пользовались насосом "Джилекс" Джамбо 60/35, воду брали из прямо рядом текущего дренажного осушителя, однако в последнее время оттуда стали забирать всю воду на поля. Так вот, этот "Джилекс" на 10 метрах от себя давал 1,2 литра в секунду, на 30 метрах 0,85 литра воды и на 50 метрах 0,6 литра воды за секунду. При этом использовались 2 шланга на 32 и 2 шланга на 25 по 20 метров, естественно, на 50 метрах давление уже было слабое и джилекс там надрывался, но этого хватало на полив удаленных клумб раз в месяц.

Сейчас сделали водополивную систему чтобы не бегать со шлангами, чтобы поливать сразу 2-3 точки и пользоваться чистой водой, а не дренажной. Соответственно появились краны, магистрали и прочее - этим я вполне доволен и тут вопросов нет, вопрос про слабое место чисто в производительности — насос против скважины.

Новый скваженный насос на магистрали, на 0-10 метрах от себя дает 1,5 литра в секунду, на 40 метрах те же 1,5 литра в секунду и на 80 метрах где-то 1,3 литра воды. Бывает, что дает и чутка больше, тут, я считаю, многое от количества воды в скважине зависит.

В целом же получается, что после значительных вложений результат тот же самый, что и без этого - планировалось то поливать 2-3 точки "как джилексом", а на деле имеем чуть лучше, но даже до 2х точек не дотягивает. Если поливать цветы, свежие посадки, то еще пойдет и даже можно на 3 точки ставить, но объемный полив (картошка, виноград, малина) идет уже медленнее и 2 точки по 0.7-0.8 литра хоть и не плохо, но все же не 1.2 литра в секунду.

Собственно вопрос - кто в данном случае тормозить может? Скважина не дает больше воды или же насос не может поднять больше?

А может я просто сильно губу раскатал?  Или может надо подождать, пока скважина раскачается? 

[Senovad]

 Здравствуйте, Гарик.
 После такого подробного описания, как-то не хочется отвечать предположениями. Но, увы, конкретного ответа у меня нет. Попробую проанализировать все, что называется "вслух":
 
 1. Скважина.
 Смущает диаметр скважины. Он почти равен диаметру магистрального водопровода. Т.е. получается, что скорость движения воды в скважине почти равна скорости в магистрали. Т.е. создается дополнительное гидравлическое сопротивление, и это без учета сопротивления окружающих скважину пород. Удивительно, что она может обеспечивать такой расход воды.

 2. Насос.
 Опыт знакомства с китайскими насосами показывает, что отличие характеристик процентов на 20 от заявленных для них является нормой. Поэтому ожидать от китайского насоса заявленных 50 метров напора и расхода в 3 литра/секунду я бы изначально не стал. Этого и от "европейцев" не всегда можно ожидать, хотя там отличия не столь значительны.

3. Система полива.
 Все сделано грамотно с расчетом на максимальное уменьшение гидравлического сопротивления трубопроводов. Однако совсем обойтись без гидравлического сопротивления при таких расходах воды все равно не получится.
 При расходе в 1,5 л/с расчетные потери давления 50мм трубы на каждые 10 метров составит не меньше 0,3 метров водяного столба. У 40 мм трубы - 1,0 метр, у 32 мм - 3,5 метра. Это не считая местные сопротивления возникающие на тройниках, поворотах и сужениях.
 При расходах в 3,0 л/с - все в разы больше. В общем потери хоть и минимальны, но они все же есть. Не забывайте, что и сама скважина тоже создает приличное сопротивление как за счет вертикали, так и за счет сопротивление потоку (примерно полметра теряется).

 В целом, похоже Ваша система нашла баланс, который Вы зафиксировали в своем описании. Попробовать что-то изменить можно только изменением её элементов. Но если брать насос еще мощнее, то сможет ли осилить такой дебет скважина, да и разрежение больше положенного ни один насос создать не сможет. Менять магистральные трубы не имеет смысла, разве что 32-е на хвостах, но выигрыш будет небольшой. Получается, что насос поднимает ровно столько, сколько может извлечь из скважины.

 Так что ответ на поставленный Вами вопрос, скорее всего:
 слабое место всей системы - это скважина, которая работает на пределе своих возможностей. Ей бы хотя бы обсадную трубу бОльшего диаметра. Возможно она еще раскачается и выдаст Вам еще больше, но это зависит не от насоса и не от Вас, а от грунтов, через которые скважина питается.

[Garik50]

Спасибо за подробный ответ. Сам я тоже думаю, что проблема в скважине. Осенью постараюсь протестировать новый насос на дренаже, когда воды будет валом, надеюсь, его производительность будет выше, так что постараюсь меньше гадать на кофейной гуще насчет насоса.

Хотелось бы внести пару уточнений.

№1 Что касается дебета скважины, она может давать и больше, это я точно знаю.

Раньше полив осуществлялся при помощи помпы + мотор (у меня практически также, как на фото), помпа только длиннее, к сожалению, характеристики стерлись. Мотор трехфазный, асинхронный, фотография характеристик.

На данной скважине эта система давала 3 л/с, подымая воду с той же глубины, толкая ее еще на 3,5 метра вверх (магистраль шла напрямую над домом), потом вниз и дальше по прямой по земле еще 30 метров). Труба была железная, внутренний диаметр 26-32, сварная, вентильные краны были на 25.

К сожалению, разбором и реанимацией этой связки не занимались, так как нет опытных мастеров для этого, ну а у знакомых как-то не рискнул, плюс мало ли какое оборудование нужно для восстановления. Да и проблемы были в те времена: то крыльчатку сорвет, то фазы нет, да и сам трехфазный запуск был довольно сложным. Это сейчас все можно решить, а после развала союза бегали за каждым болтом.

Чисто визуально параметры советского мотора и китайца совпадают, впрочем, КПД трехфазки больше. Тут можно сказать, что не стоит сравнивать советское и китайское, но ИМХО вряд ли там разрыв 20% между номинальными и фактическими характеристиками.
№2
Возможно, скважина кажется малого диаметра, но для моей местности это вполне стандартные параметры, у нас в местности многие скважины времен союза еще меньшего диаметра и дают такой же объем воды. У вас многие писали о скважинах на 50-100 метров глубиной и диаметром 160-250 мм, что меня, честно говоря, шокировало.

Разница в диаметре между магистральной трубой и скважинной трубой почти сантиметр - я мог спокойно засунуть 50-ку в 60-ку на всю глубину. Касаемо потерь "системой", то мне кажется, их не должно быть вовсе, благодаря заметному естественному уклону.

Т.е. вода от насоса практически не подымается (там может быть 10-30 см. вверх, но не более), а далее естественный уклон превышает любые местные колебания высоты магистрали, кроме того сама пластиковая труба сидит на сгонах довольно плотно, т.е. мы ее при монтаже разогревали, чтобы вдеть, а не затягивали.

Конечно, есть какие-то потери на углах, например, сразу от мотора вода поворачивает на 180 градусов (сборка), далее ей предстоит еще 1-3 поворота по 90 градусов, но все таки вода идет не вверх, а вниз, это же должно давать эффект?

С другой стороны, измерение объема воды на двух открытых кранах дает, в среднем, на ~9% (без учета погрешности) большее количество воды, чем на одном открытом кране, т.е. определенным слабым местом являются краны на 25, тут я согласен с вами. Краны на 32 получались на 20-25% дороже. Проведя после монтажа системы измерения, если подсчитать все за и против, краны на 25 оказались более эффективными.

№3
Допустим ситуацию. Почистили фильтр, вода ушла вниз, в системе от зеркала воды до крыльчатки насоса набрался воздух. Идем в самый конец водополивной системы, открываем кран (вода не идет). Включается насос, смотрим на кран:

• около 10 секунд нет никакой реакции
• с 10й по 30ю секунду с хорошим напором выплевывается много воды, находящейся в водополивной системе.
• с 30й по 40ю секунду начинает поступать вода вперемешку с воздухом который попал в водополивную систему.
• с 40й по 60ю секунду - вода идет все лучше и лучше,
  
• с 1 минуты и далее спокойный напор практически без воздуха, причем довольно мощный, по замерам вплотную приближается к 2 л/с.
• где-то на 5й-7й минуте насос опять начинает "плеваться" водой, т.е. идет немного воздуха вперемешку с водой, после чего напор уменьшается до своих "рабочих" 1.5 л/с.

Далее изредка (раз в 25-30 минут, без периода) около 1-2 минут опять плюется, т.е. идет вода вперемешку с небольшим количеством воздуха, потом прекращается.

Вот этот момент мне больше всего непонятен. Отчего иногда идет воздух?

[Senovad]

 Приветствую, Гарик.
 Все написанное Вами говорит о нашей общей правоте, особенно 3-е уточнение. Ну, а если по порядку:

 1. Я бы не сравнивал консольный насос, который у Вас был, и эжекторный, который стоит сейчас. У консольного насоса КПД в разы больше, там нет потерь на внутреннюю рециркуляцию воды для повышения разрежения на всасе. У эжекторного на этом теряется минимум 30% мощности.

 2. Потери все же есть, без них не обойтись при столь длинной и разветвленной системе. И нужно учитывать, что с увеличением расхода проходящей воды, увеличивается и сопротивление. Причем зависимость не прямая, а, как же правильно-то сказать, квадратичная, т.е. с увеличением расхода в два раза, сопротивление увеличивается в четыре. И уклон от насоса хоть и является подспорьем, но небольшим.

3. "с 1 минуты и далее спокойный напор практически без воздуха, причем довольно мощный, по замерам вплотную приближается к 2 л/с." - насос выбирает накопленную в скважине воду, уровень воды в это время падает.

 "где-то на 5й-7й минуте насос опять начинает "плеваться" водой, т.е. идет немного воздуха вперемешку с водой, после чего напор уменьшается до своих "рабочих" 1.5 л/с." - накопленная в скважине вода закончилась. Насос выходит на максимальное разрежение во всасывающей трубе, чтобы поднять воду из грунтов скважины, преодолевая их сопротивление. Из-за разрежения снизу скважины захлопываются каналы, открывшиеся под естественным давлением грунтовых вод при неработающем насосе, частично пропуская воздух при этом.

 "Далее изредка (раз в 25-30 минут, без периода) около 1-2 минут опять плюется, т.е. идет вода вперемешку с небольшим количеством воздуха, потом прекращается." - Разрежение внизу скважины подтягивает окружающие грунтовые воды со все большей площади, периодически захлопывая попадающиеся воздушные каналы, пока все ближайшие не будут закрыты.

 Далее, устанавливается баланс между разрежением в скважине и окружающими грунтовыми водами. Дальнейшие распространение разрежения в грунте невозможно (не хватает мощности насоса), вся вода поступающая в скважину подтягивается с нижних и окружающих слоев уже работающей площади.

 Как-то так. Хотя я небольшой специалист по механике грунтов.

[Garik50]

Большое спасибо Вам Вадим за Ваши сообщения! 

По мере развития беседы у меня возникли дополнительные вопросы, надеюсь, Вас не затруднит на них ответить.

1) Стоит ли тогда на перспективу присмотреться к консольным насосам, в сборке (помпа с двигателем):
а) насколько сейчас их легко использовать?
б) как следствие, не срывает ли крыльчатку, если оную еще ставят?
в) какую бы марку Вы посоветовали?
г) компенсируется ли разница в характеристиках принципиально другой конструкцией? Как пример, я нашел веб-сайт. Цены на консольные насосы, заметно выше, чем на эжекторные, а характеристики заметно скромнее.

2) Есть ли перспектива в "разработке скважины"? Мне тоже объясняли про грунты и близлежащие к скважине слои воды, как вы в п.3, но будет ли заметным регулярное использование скважины?

Нужно ли это делать регулярно? № меня нет какого-то среднего темпа, могу качать 3-4 часа каждый день, могу 10-15 часов два раза в неделю?

Ухудшиться ли ситуация после зимы, ведь скважина полгода не будет в работе?

3) Продолжая эту мысль, правильно ли я понимаю, что "после разработки из п.2" рано или поздно скважина и насос найдут какой-то баланс и чтобы получить еще больше придется качать сутками? (можно поставить более мощный насос, но я этого делать уже не буду).

4) Хотелось бы увидеть несколько новых статей на вашем сайте о видах насосах (я и не знал, что есть консольные), а также о функционировании, применении консольных насосов тоже  .

Также можете ли вы поделиться (в виде отдельной статьи или здесь) опытом разработки малоиспользуемых скважин, если у вас такой есть?

[Senovad]

 Приветствую, Гарик.
 Прошу прощения за задержку с ответом. Постараюсь ответить на Ваши вопросы, немного смущает их количество. 

 1. Мне кажется не стоит, все-таки они намного дороже. Потому что консольные насосы считаются промышленным оборудованием с выполнением соответствующих требований.
 
 а) Консольные насосы - это центробежные насосы, отличительной особенностью которых является отдельно стоящий подшипник скольжения между двигателем и насосом (потому и консольные), при этом сам насос подшипников не имеет, только сальник.
 Соответственно, используются они так же, как и любые другие центробежные насосы.

 б) Как и любое другое промышленное оборудование, консольные насосы можно и нужно ремонтировать при наличии запасных частей. Дорогим и не всегда оправданным считается ремонт вала насоса. Если у Вас крыльчатка насоса смещается из-за дефекта вала, то тут стоит подумать. Хотя ремонт ремонту рознь, смотря что сломалось.

 в) Аналогичные консольным насосам бытовые насосы почему-то называются моноблочными. Похожие насосы марки Сперони, которой я симпатизирую, мы обсуждали с одним из читателей для его проекта. Вот они: Сперони CM 53, С 53, 2CM 25/160C, 2C 25/160C. По поводу цены - не знаю, вопрос был не об этом.

 г) У таких насосов заметно выше КПД из-за отсутствия встроенного эжектора, они предназначены для продолжительной (хоть круглосуточной) работы, из-за отсутствия пластиковых деталей в конструкции они не боятся повышенной температуры перекачиваемой жидкости, это значит, что они не боятся сухого хода.
 С другой стороны, они хоть и могут создавать высокое разрежение на всасе, не терпят присутствия воздуха - могут сорвать. Эжекторные насосы имеют в этом преимущество. Учитывая какая у Вас скважина, с такими насосами могут возникнуть проблемы при пуске.

 2. Если честно, не знаю. Если и есть перспектива улучшения, то она может проявиться при регулярном пользовании скважиной, т.е. "3-4 часа каждый день".
 Вашей скважине уже много лет, окружающие её грунты устоялись, поэтому перерыв на зиму большого влияния оказать не должен.

 3. Насос большей мощности, по идее, должен поднимать воду с большей площади. И возможно расход при этом будет тоже больше, т.е. и в этом случае будет устанавливаться некий баланс между мощностью насоса и сопротивлением водоносных грунтов. Расход может увеличиться и с нынешним насосом, если сопротивление грунтов уменьшится, т.е. водоносные каналы очистятся от песка. Но здесь все зависит от грунтов.

 4. Мне кажется, что описание промышленных насосов не совсем интересно читателям-непрофессионалам. К тому же существует великое множество других видов бытовых или около бытовых насосов. Но приму Ваш интерес к сведению.

 Не считаю себя таким уж знатоком скважин, гидрологии и механики грунтов. Эти знания у меня поверхностные и вызваны необходимостью решения проблем, связанных с собственным водоснабжением. Но я не раз убеждался, что решение аналогичных проблем в районах с различной гидрологией очень сильно отличаются.
 Не думаю, что Вам будет интересна моя борьба с плывунами и суглинистыми грунтами. К тому же борьба эта не всегда приводит к успеху.
 
 

[Garik50]

Большое спасибо за ответы Вадим! Я лишний раз убедился, что нет смысла что-то менять, все сделано как следует.

Осенью по результатам работы системы в течении сезона напишу итоговый пост, может, будет толк от раскачки скважины. Надеюсь, удастся и проверить мощность насоса на воде с дренажного канала.

За сим прощаюсь до октября, еще раз спасибо.

PS. Что касается дополнительных материалов про насосы - я не имел ввиду подробный разбор, хватило бы двух абзацев с конкретным, точным описанием и фото. Я, например, когда вижу насосы, они мне все кажутся одинаковыми, а оказывается разница может более чем большая даже из-за мелочи.

[Senovad]

 Хорошо, Гарик, ловлю на слове про итоговый пост.
 А про насосы с кратким описанием особенностей... так это есть на сайте, правда только в отношении бытовых насосов: http://sansamuch.ru/vybor-nasosa-dlya-nasosnoj-stancii/
 Удачи Вам.

[Garik50]

И вот, наступил октябрь Конец года выдался очень сумбурным, поэтому с итоговым постом я появился только сейчас.

Итак, что могу сказать:
1) Мой китайский друг переработал и сдох за неделю до 1 сентября, пришлось везти его в ремонт. Там сказали у таких насосов две проблемы - либо плохая обмотка, либо вал из не очень прочной стали. Второе в моем случае и было - мотор перегрелся, его застопорило, заклинило и он сгорел. Однако часть с насосом оказалась чугунно-железной и ее это не зацепило, поэтому было принято решение ремонтировать. Попутно выяснилось, что область эксплуатации таких китайских насосов - газоны, небольшие лужайки и т.п., короче непродолжительный полив 2-3 часа 2-3 раза в день с большими перерывами.

Тут, конечно, моя вина, поскольку лето было жарким и гонял я его по 8-10 часов, пара таких забегов и он стал барахлить - пришлось еще на рабочем в июле менять сальники, поскольку в них растаяла говняная китайская смазка.

Ремонт сделали за 10 дней - вал накернили (как мне объяснили, привели его в рабочий вид), обмотки перемотали, сказали, что проработает еще год-два, если сильно не нагружать (будет теперь запасным), но пользоваться им уже не пришлось, т.к. пошли дожди, да и не до того было. Так что прогнать на дренаже не удалось.

Если бы я поставил тепловую защиту на мотор или хотя бы не делал мощный силовой кабель питания, проблемы бы не возникло. В этом году поставлю защиту.

2) По скважине - в июле стала работать лучше, давала воды на 1 л/с на две точки (было 0,7-0,8), но к концу августа воды ощутимо стало меньше и больше одной точки с 1,2 л/с воды не было. Песка практически не было, включал несколько раз, если взять 24 часа работы за условную отметку - чайная ложка с горкой.

3) Позже нашего общения я обратил внимание на то, что если набирать воду сразу после скважины (первая точка над выходом мотора) - то вода выстреливает мощнейшим напором, трудно удержать 32й шланг, и за 3 секунды наполняет 12 литровое ведро! Так можно было наполнить два ведра, потом напор уменьшался до стандартных 1.5 л/с. Откуда берется столько воды и этот напор?

Следуя логике про "баланс системы", я так подумал, что насосу тяжело пихать воду дальше, поэтому какой-то резерв внизу скважины всегда имелся - около 30 литров.

4) Советский мотор с консольным насосом, который я показывал в этой теме выше удалось наладить довольно легко (мотор полностью рабочий), на насосе лопнула первая чугунная "крышка", купил у старьевщиков замену на нее и получил рабочий насос. Перебрали, смазали, буду проверять в этом году и поставлю на основную работу, сделав китайца запасным.

5) Так что в этом году планирую посмотреть на новый насос.

[Senovad]

 Отдаю долги , до этого все "руки не доходили". То одно, то другое.
 Хотя по итогу, прокомментировать хотелось бы совсем немного.
 
 По пункту 2.
 Это известный факт: август-сентябрь и февраль-март - самые "сухие" месяцы по грунтовой воде. На это время раньше в деревнях планировались работы по откапыванию, чистке и углублению колодцев. С тех пор в природе ничего не изменилось, но почему об этом стали забывать.

 По пункту 3.
 Похоже, что Вы просто открывали кран на первой точке, не нарушая целостности всей системы, например, перекрытием дальнейшего хода воды. Поэтому ничего удивительного в этом нет. В результате получалось, что вода к этому первому крану шла из двух точек:
 1. Из скважины поднималась насосом;
 2. Из остального водопровода, который дальше по ходу воды, за счет сброса давления в нем.
 Вот поэтому и получался в результате такой бешеный расход в первое время. Потом давление в остальной части водопровода сбрасывалось и оставался только расход насоса из скважины. Соответственно, после закрытия этого крана расходы на дальних точках будут восстанавливаться не сразу.

 Так что "резерв скважины", если таковой вообще существует, здесь абсолютно не при чем. А насос работает как может, не имея никаких "скрытых резервов" .