Насос, який тягне воду на другий поверх у будинку з двома точками водорозбору, і насос для трьохповерхового котеджу з п’ятьма ванними — це зовсім різні історії. Купити “потужніший на всякий випадок” — погана ідея: перевитрата електроенергії, шум, гідроудари в трубах і швидке зношування обладнання. Занадто слабкий — і ви залишитесь без напору води на верхньому поверсі саме тоді, коли відкриють два крани одночасно.
Розрахунок продуктивності насоса складається з двох частин: скільки води потрібно (витрата) і з якою силою її треба подати (напір). Обидва параметри треба знати одночасно, бо насос підбирають не за одним числом, а за робочою точкою на графіку “витрата-напір”.
Що таке продуктивність насоса насправді
Продуктивність — це об’єм води, який насос здатний подати за одиницю часу, зазвичай вимірюється в літрах на хвилину (л/хв) або кубометрах на годину (м³/год). Але сама по собі цифра нічого не каже, поки не прив’язана до напору — тобто висоти, на яку насос може підняти воду і подолати опір труб.
У характеристиках будь-якого насоса, будь то Grundfos, Wilo чи DAB, є графік — крива продуктивності. На ньому видно: чим більший напір потрібен, тим менше води насос віддає. Це фізика, і обійти її неможливо. Тому підбір насоса — це пошук точки, де крива насоса перетинається з потребами вашої системи.
Крок 1: рахуємо витрату води
Спочатку треба зрозуміти, скільки води споживає будинок одночасно. Тут враховують не всі точки водорозбору разом, а реалістичний сценарій — коли кілька приладів працюють одночасно.
Орієнтовні витрати для сантехнічних приладів:
- кран у ванній або на кухні — 6–10 л/хв;
- душова кабіна — 8–12 л/хв;
- унітаз зі зливним бачком — 6–8 л/хв (короткочасно, при наборі води);
- пральна машина — 10–15 л/хв;
- посудомийна машина — 8–10 л/хв;
- поливальний кран у дворі — 15–20 л/хв.
Для будинку в два-три поверхи рідко коли працюють усі прилади одночасно. Реальний підхід — брати не суму всіх точок, а коефіцієнт одночасності. Якщо в будинку 8 точок водорозбору, одночасно зазвичай працюють 2–3. Тому для сім’ї з чотирьох людей у двоповерховому будинку достатньою вважається продуктивність 40–60 л/хв (це приблизно 2,5–3,5 м³/год).
Якщо будинок більший, на три поверхи, з двома ванними кімнатами й окремою пральнею, розумно закладати 60–80 л/хв запасу.
Крок 2: рахуємо необхідний напір
Ось тут і починається найцікавіше, бо саме напір найчастіше рахують неправильно.
Загальний напір складається з трьох частин:
- Геометрична висота підйому — фізична різниця між рівнем джерела води (свердловина, накопичувальна ємність, точка підключення до магістралі) і найвищою точкою водорозбору в будинку. Для будинку на три поверхи це приблизно 8–10 метрів, якщо рахувати від підвалу до крана на третьому поверсі.
- Втрати на тертя в трубопроводі. Вода, рухаючись по трубах, втрачає частину енергії через тертя об стінки, а також на поворотах, трійниках, лічильниках і фільтрах. Приблизно кожні 10 метрів труби діаметром 25–32 мм дають втрату 1–1,5 метра напору, залежно від швидкості потоку. Якщо загальна довжина розводки по будинку 40–50 метрів (а це звичайна ситуація для трьохповерхового будинку з розгалуженою системою), додайте ще 4–6 метрів умовного напору.
- Робочий напір на виході — тиск, потрібний безпосередньо в крані чи душі для комфортного користування. Для звичайного крана достатньо 1–1,5 бар (це приблизно 10–15 метрів напору), для гідромасажної системи в душі — 2–2,5 бар.
Складаємо все разом. Для типового будинку на три поверхи з накопичувальним баком у підвалі і звичайною сантехнікою на виході виходить приблизно 25–35 метрів необхідного напору. Це не абстрактна цифра — саме її треба шукати на графіку насоса при потрібній вам витраті.
Приклад розрахунку
Візьмемо конкретний будинок: три поверхи, п’ять точок водорозбору одночасно активних у пікові моменти (кухня, ванна, душ, пральна машина, туалет), висота підйому від свердловини до третього поверху — 12 метрів, довжина розводки — 45 метрів.
Витрата: за коефіцієнтом одночасності реально працюють 2-3 точки, тому беремо запас 55–65 л/хв, або близько 3,5–4 м³/год.
Напір: 12 метрів геометричної висоти + 5 метрів на втрати в трубах + 12 метрів робочого тиску на виході = приблизно 29 метрів.
Отже, шукаємо насос, який при витраті 4 м³/год дає напір не менше 29–30 метрів. Це середній діапазон побутових насосів — наприклад, деякі моделі серії Grundfos SCALA або DAB Euroinox якраз потрапляють у такий діапазон продуктивності.
Помилки, які роблять майже всі
Найпоширеніша помилка — рахувати напір тільки як висоту будинку, забуваючи про втрати в трубах і робочий тиск на виході. У результаті купують насос “по висоті”, а він не витягує реальну систему, бо просто не враховано опір розводки.
Друга помилка — брати суму витрат усіх точок водорозбору в будинку, ігноруючи коефіцієнт одночасності. Тоді виходить завищена цифра, і насос обирають надто потужний. Це не критично для роботи, але б’є по гаманцю і призводить до частих пусків-зупинок насоса, що скорочує його ресурс.
Третя — не враховувати діаметр труб. Якщо розводка виконана трубою 20 мм замість 25–32 мм, втрати на тертя зростають суттєво, іноді вдвічі. Тобто теоретично правильно підібраний насос на практиці не витягне систему через тонкі труби.
І ще момент — сезонні коливання тиску в магістралі, якщо будинок підключений до центрального водопостачання, а не до свердловини. Взимку тиск часто падає, і насос, який ледве вистачало влітку, взимку вже не справляється. Тут закладають додатковий запас 3–5 метрів напору “на всякий випадок”.
Який тип насоса підходить для багатоповерхового будинку
Для будинків на два-три поверхи найчастіше використовують:
- Поверхневі відцентрові насоси — прості, недорогі, підходять якщо джерело води (колодязь чи ємність) неглибоке, до 8 метрів від поверхні.
- Насосні станції з гідроакумулятором — оптимальний варіант для приватного будинку, бо підтримують стабільний тиск і не включаються при кожному відкритті крана. Популярні моделі є у Wilo, Pedrollo, DAB.
- Занурювальні насоси для свердловин — якщо вода береться зі свердловини глибиною понад 10 метрів. Тут окремий розрахунок з урахуванням глибини занурення.
Для будинку на три поверхи з власною свердловиною глибиною 20–30 метрів найчастіше ставлять занурювальний насос плюс гідроакумулятор на 50–100 літрів у системі — це стабілізує тиск і зменшує кількість пусків насоса.
Наостанок
Правильний розрахунок продуктивності насоса — це не про потужність “з запасом”, а про точну відповідність між кривою насоса і реальними потребами конкретного будинку. Порахуйте витрату за коефіцієнтом одночасності, додайте геометричну висоту, втрати на тертя і робочий тиск на виході — і у вас буде та сама робоча точка, яку треба шукати в характеристиках насоса. Якщо цифри виходять на межі між двома моделями, краще брати ту, що трохи потужніша, а не навпаки — запас у 10-15% ніколи не завадить, особливо якщо в майбутньому плануєте додати ще одну точку водорозбору чи прибудову.