Насос підбирають не за принципом “чим потужніший, тим краще”. Занадто потужний агрегат буде постійно вмикатися-вимикатися, зношуватися швидше і жерти зайве електрику. Занадто слабкий — у ванній на другому поверсі з крана піде цівка замість нормального напору. Тому розрахунок — це не формальність, а те, від чого залежить, чи буде взагалі комфортно користуватися водою в будинку.
Головних параметрів для підбору всього два: витрата води (скільки літрів на хвилину чи годину система повинна прокачувати) і напір (на яку висоту і з якими втратами насос має підняти воду). Потужність насоса — похідна від цих двох величин, і саме тому спочатку рахують їх, а вже потім дивляться в характеристики конкретної моделі.
Скільки води насправді споживає будинок
Багато хто намагається порахувати “на око” — типу два поверхи, три санвузли, ну хай буде насос на 1 кВт. Так підбирати не варто, бо результат часто виявляється або надлишковим, або недостатнім саме в пікові моменти, коли одночасно працює душ, пральна машина і хтось миє посуд.
Правильний підхід — рахувати сумарну витрату всіх точок водорозбору, які теоретично можуть працювати одночасно. У приватному будинку це зазвичай:
- кран на кухні — приблизно 12-15 л/хв;
- душова кабіна або ванна — 10-18 л/хв залежно від типу лійки;
- унітаз зі змивним бачком — 6-8 л/хв (короткочасно, під час набору бачка);
- пральна машина — 8-10 л/хв;
- посудомийна машина — 6-8 л/хв;
- поливальний кран на вулиці — 15-20 л/хв, якщо там звичайний шланг.
Тепер важливий нюанс: не варто складати всі точки разом і множити на 100% одночасності. Реально одночасно працюють максимум 2-3 точки, і то не завжди на повну потужність. У сантехніці для цього використовують поняття коефіцієнта одночасності — зазвичай беруть 0,3-0,5 від сумарної витрати всіх точок, якщо будинок середній (до 200-250 м²) і в ньому живе одна сім’я з 4-5 людей.
Практично для будинку з кухнею, двома санвузлами і пральною машиною достатньою вважається витрата насоса на рівні 40-60 л/хв (це приблизно 2,4-3,6 м³/год). Для великого будинку з басейном, поливом газону і кількома санвузлами цифра зростає до 80-100 л/хв і більше.
Напір — та частина, яку найчастіше недооцінюють
Ось тут якраз найбільше помилок при виборі насоса. Люди дивляться тільки на витрату, а напір беруть “як у сусіда” — і потім дивуються, чому на другому поверсі тиск слабенький.
Напір складається з трьох частин:
Перша — геометрична висота підйому. Це різниця між рівнем води в джерелі (свердловина, колодязь, накопичувальна ємність) і найвищою точкою водорозбору в будинку. Якщо вода набирається з колодязя глибиною 8 метрів, а душова лійка на другому поверсі знаходиться на висоті 6 метрів від землі — сумарна геометрична висота вже 14 метрів.
Друга — втрати напору на тертя в трубах. Кожен метр труби, кожен поворот, кожен фітинг “з’їдає” частину тиску. Для орієнтовного розрахунку зазвичай беруть 1-3 метри втрат на кожні 10 метрів труби, залежно від діаметра (чим вужча труба — тим більше втрат) і матеріалу (пластикові труби менш “шершаві”, ніж старі металеві).
Третя — необхідний робочий тиск на виході з крана. Щоб душ чи змішувач працювали нормально, а не сочилися, потрібно щонайменше 10-15 метрів напору в кінцевій точці (це приблизно 1-1,5 бар). Якщо в будинку стоїть гідромасажна кабінка чи система “тропічний душ” — там може знадобитися і 20 метрів.
У результаті сумарний необхідний напір для двоповерхового будинку з свердловиною середньої глибини часто виходить у діапазоні 30-45 метрів. Для одноповерхового будинку з неглибоким колодязем цифра може бути й 20-25 метрів.
Формула розрахунку потужності насоса
Коли є витрата (Q, м³/год чи л/хв) і напір (H, метри), потужність рахують за формулою:
P = (Q × H × ρ × g) / (3600 × 1000 × η)
де ρ — густина води (1000 кг/м³), g — прискорення вільного падіння (9,81 м/с²), η — ККД насоса (зазвичай 0,4-0,7 для побутових моделей).
Формула виглядає складно, але насправді для побутового використання нею користуються рідко — виробники насосів самі вказують у паспорті продукту графік залежності напору від витрати (так звана характеристична крива насоса). Достатньо порахувати свої Q і H, а потім знайти в каталозі модель, чия крива проходить через цю точку або трохи вище неї.
Спрощено для орієнтовного розрахунку можна користуватися формулою:
P (кВт) = (Q × H) / (360 × η)
де Q — у м³/год, H — у метрах.
Приклад розрахунку на реальному будинку
Візьмемо типовий двоповерховий будинок 150 м², свердловина глибиною 25 метрів, статичний рівень води — 12 метрів від поверхні. У будинку кухня, два санвузли, пральна машина, поливальний кран на ділянці.
Витрата: рахуємо коефіцієнт одночасності — одночасно можуть працювати душ і кран на кухні, це приблизно 15+13 = 28 л/хв, округлимо з запасом до 35 л/хв, тобто 2,1 м³/год.
Напір: геометрична висота від рівня води у свердловині до другого поверху — приблизно 12 + 6 = 18 метрів. Втрати на трубах при довжині траси близько 30 метрів (з урахуванням розводки по будинку) — приблизно 4-5 метрів. Робочий тиск на виході — 15 метрів. Сумарно виходить 18 + 5 + 15 = 38 метрів.
Підставляємо у формулу з ККД 0,5: P = (2,1 × 38) / (360 × 0,5) = 79,8 / 180 ≈ 0,44 кВт.
Тобто для цього будинку теоретично достатньо насоса потужністю близько 0,5 кВт. На практиці варто брати з невеликим запасом — 0,6-0,75 кВт, оскільки з часом додаються нові точки водорозбору (садовий полив, лазня, ще один санвузол), і краще, щоб система мала резерв, а не працювала на межі можливостей.
Що ще впливає на вибір, окрім формул
Тип насоса теж важливий, і про це часто забувають, зациклюючись тільки на потужності. Для неглибокого колодязя (до 8-9 метрів) підійде поверхневий насос. Для свердловини глибше 10 метрів потрібен вже заглибний, оскільки поверхневий фізично не зможе підняти воду з такої глибини — там вступають у гру закони фізики, пов’язані з атмосферним тиском, а не тільки потужність двигуна.
Якщо в будинку планується система автоматичного підтримання тиску (гідроакумулятор плюс реле тиску або частотний перетворювач), розрахунок трохи змінюється — там важливо ще й забезпечити мінімальну кількість пускань насоса на годину, інакше він швидко вийде з ладу через постійні старти-зупинки.
Сезонність теж грає роль. Влітку, коли підключається полив городу чи наповнення басейну, споживання води різко зростає — іноді вдвічі-втричі порівняно з зимою. Якщо цей момент не врахувати заздалегідь, влітку може виявитися, що насос просто не витягує навантаження і тиск падає в найгарячіший день.
Ще один нюанс, який рідко згадують — якість джерела води. Якщо свердловина не дуже продуктивна (дебіт менше, ніж потрібна витрата насоса), навіть ідеально підібраний за розрахунками насос буде “сушити” свердловину, працюючи на сухому ході. У такому випадку потрібен насос з захистом від сухого ходу або додатковий накопичувальний бак, який згладжує пікові навантаження.
Розрахунок потужності насоса — це не про одну цифру з паспорта товару, а про сукупність факторів: скільки води реально споживається одночасно, яка висота підйому і втрати по трубах, який тип джерела і чи є запас на майбутнє розширення системи. Формули дають орієнтир, але фінальний вибір краще звірити з характеристичною кривою конкретної моделі насоса та, якщо є сумніви, проконсультуватися зі спеціалістом, який побачить конкретну ситуацію на місці — глибину свердловини, довжину трас, поверховість будинку. Витрачений на розрахунок час окупається роками стабільної роботи водопостачання без несподіванок.