Проектирование системы полива подбор насоса

Что это такое и для чего используются?

Форсунки представляют собой специальные насадки для разбрызгивания воды, помогающие обеспечить влагой большие секторы участка за короткое время. Они широко применяются для микродождевания. При этом садовнику нет необходимости поднимать емкости с водой и выполнять подобные энергозатратные работы.

Использование таких насадок предотвращает размывание почвы: получающиеся мелкодисперсные капельки не склонны вымывать грунт и формировать в нем впадины, образующиеся при других типах орошения.

Внутри устройств есть вставки с дырочками, создающими из поступающей воды тонкие струйки. Поворот приспособления в ту или иную сторону смещает вставки, в результате чего создаются новые струи.

Наиболее распространены сопла с 1, 4 или 7 позициями. Чем их больше, тем вариативнее режимы работы устройств. Монтируют их на разводящем трубопроводе.

Некоторые дождеватели с форсунками могут вращаться вокруг своей оси, что делает обслуживаемую площадь шире.

Подобрать форсунки важно еще на этапе проектирования системы автоматического полива. Расход воды в час у разных устройств отличается. На него влияет давление; если на участке разместить несколько сопел с общим расходом, превышающим пропускную способность трубы, мощности орошения будет не хватать для покрытия площади, и на участке появятся сухие зоны.

Автоматика для насоса

Для надёжной работы любого насоса и всей системы водоснабжения необходимо обеспечить его работу с заданными параметрами, защитить его от сухого хода, частого включения-выключения, пониженного или повышенного давления воды на входе и выходе.

 Чтобы обеспечить все эти параметры необходимо купить и доукомплектовать насос автоматикой. 

Насос автополива должен работать только в систему полива, не расходуя воду на посторонние потребители, т.к. насос не имеет свободных мощностей.

Автоматика управления насосом включает насос по протоку воды. Датчик потока «видит» движение воды по трубе и включает насос и по прекращению движения — останавливает насос.

Веерные

Это популярный вариант для выдвижных дождевателей на участках, примыкающих к частным и дачным домам. У таких оросителей статичная головка, поэтому вода распыляется веерообразно в одном направлении под некоторым углом.

Под давлением жидкости шток с насадкой движется вверх, и насадка выпускает воду на заданное расстояние. Такие сопла недороги и очень распространены на рынке. Они выпускаются в широком ассортименте радиусов и размеров сектора, поэтому подобрать нужное приспособление не составит труда.

Устройства часто применяют для орошения дорожек в саду или зеленых насаждений возле забора. Если корректно настроить приспособление, орошаться будет только трава, а асфальт останется сухим.

Плюсы таких устройств:

• простота монтажа,
• распространенность,
• невысокая цена,
• равномерный полив обслуживаемой зоны.

Минус – из-за статичности головки орошается только некоторый сегмент площади, и всю зону в некотором радиусе от дождевателя обслужить не получится (при небольшом размере сектора). Кроме того, у них довольно большой расход воды, поэтому на больших по площади участках использовать их невыгодно.

Популярностью пользуются форсунки бренда K-RAIN. К примеру, у модели KVF10 минимальный рабочий радиус составляет 270 см, максимальный – 340 см. Предусмотрена возможность выбрать сниженную скорость потока для экономии воды. Длинные фильтры предотвращают загрязнение внутренностей корпуса. Стоит такое устройство примерно 170 руб.

Вода из скважины, колодца, водоема

 Вода из скважины или колодца имеет еще более низкую температуру, чем в водопроводе (4-5 градусов С), но преимуществом перед водопроводом является то, что для полива можно выделить отдельную скважину и не увязывать график полива с графиком использования воды для бытовых нужд.

Воду низкой температуры без предварительного нагрева можно использовать для полива газона, но нельзя для полива культурных растений, поэтому мы предлагаем для ознакомления схему подачи воды с промежуточной емкостью для отстаивания и прогрева поливочной воды.

Схема организации сети наружного водоснабжения и полива на загородном участке

Из схемы видно, что холодная вода из источника (колодца или скважины) с помощью погружного насоса поступает напрямую в емкость, предназначенную для естественного нагрева воды и обеспечения запаса воды для того, чтобы обеспечить затем работу насоса для полива. 

Емкость для нагрева воды и капельного полива в теплице

Пруд, река, озеро 

Открытый водоем (кроме бассейна с хим.реактивами) – отличный источник для поливочной воды. Свойства этой воды идеальны для полива. Создать давление воды из водоема можно напрямую, опустив в водоем погружной насос. Такой тип водоснабжения исключает установку в систему дорогостоящую емкость и автоматику наполнения емкости.

ПЛЮСЫ- природные водоемы, в большинстве случаев, имеют достаточный возобнавляемый объем воды с наилучшими параметрами

МИНУСЫ- зачастую большое расстояние до водоема, что требует более мощный насос- требуется фильтрация воды- зачастую требует согласования с соответствующими органами на использование водоема

Выбираем сопла-насадки в системах автополива правильно! | смарт полив

Емкость-насос

Если все выше перечисленные схемы вас по каким-то причинам не устраивают, то остается самая надежная и испытанная схема, которая и самая популярная на сегодняшний день. В отдельно стоящую емкость набирается вода из любого доступного источника, отстаивается, нагревается и дополнительным поливочным насосом подается в систему полива.

Емкость желательно ставить на южную сторону, но при этом желательно прятать за строение для сохранения общей эстетики участка. К емкости подводится труба от водопровода диаметром ¾ дюйма( можно 1 дюйм) и устанавливается система контроля уровня воды, чтобы в автоматическом режиме прекращать наполнение.

Автоматику для наполнения емкости можно сделать:1) механической – это поплавковый механический выключатель типа“QuickStop”2) электромеханической — состоящей из поплавкового выключателя (прерыватель) и электромагнитного клапана (такой же, как в системе полива)

Емкость наполняется с той скоростью, которая возможна при выбранном источнике воды (водопровод от дома, от скважины, от колодца, водоема). Наполненная емкость ожидает начала полива и в это время вода успевает немного нагреться, особенно, если емкость на солнечной стороне и черного цвета.

Во время полива накопленная вода используется насосом в систему полива и одновременно емкость продолжает наполняться из водопровода. Замеры скорости наполнения (расходования) емкости позволяют в последствии выбрать оптимальную программу включения и выключения полива в контроллере.

ПЛЮСЫ использования данной схемы- не требует особенных характеристик водопровода- возможно использовать воду из любого источника- предварительный нагрев воды- обеспечение любых требуемых параметров, благодаря выбору насоса и запасу-  возможность реализовать любые современные схемы автоматизации

МИНУСЫ- громоздкость самой емкости- удорожание системы на стоимость оборудования (по сравнению с использованием просто водопровода)

Зонтичные

Здесь распылитель крепят к трубке, закопанной в почву на небольшую глубину (максимум 0,4 м). Формируемые при поливе водяные струйки похожи на раскрытый зонт – отсюда и название конструкций. Их часто используют для орошения деревьев и кустиков, которым нужен приток влаги в области корневой системы.

Преимущества зонтичных конструкций – хорошая приспособленность для высокорослых растений и способность опускаться под землю при прекращении работы с перекрытием отверстий, благодаря чему сопла не засоряются почвой изнутри. Минусы – небольшой радиус и довольно сложный монтаж, требующий подземной прокладки труб.

Один из примеров – Hunter PCN-10. Он создает расход воды 0,9 л/мин и может эксплуатироваться при показателях давления от 1 до 4,8 бар. В комплектацию входит промывной фильтр. Стоит приспособление около 250 руб.

Импульсные

Радиус орошения у них средний (до 7 м). Их часто применяют для направленной поставки воды. Она подается не цельной струей, а мелкими порциями – импульсами. Вращение устройства происходит благодаря передаче импульса водой к внешнему поворотному компоненту.

Плюсы этих форсунок:

• полив по кругу,
• экономичный расход воды,
• хорошая приспособленность для частных участков большой площади.

Минусы – необходимость сильного напора воды и склонность к засорению из-за оседания примесей из грязной воды на компонентах конструкции.

В устройстве Feona 003-6001 22235 предусмотрены регулировка угла поворота и радиуса обрабатываемой территории. Стоит оно около 200 руб.

Как рассчитать насос для автополива

Этот раздел является приложением  к статье по проектированию системы полива.

Характеристики насоса отражены в диаграмах насоса. Любой производитель насосов, которого вы выберете, предоставит диаграммы насосов. Зачастую они имеются в открытом доступе в интернете на сайтах производителей.

Диаграмма показывает зависимость производительности насоса от давления, создаваемого насосом. 

H – Напор (давление). Каждые 10 метров подъема = 1 Бар (Атм) Q – Производительность насоса

Как сделать своими руками?

Простые вариации веерных и круговых распылителей несложно сделать самостоятельно. Ниже рассмотрен процесс изготовления кругового устройства.

Для работы понадобится инструментарий:

• паяльник;
• напильник (круглый или полукруглый);
• отвертка.

Из материалов потребуются:

1. Кусок металлической трубы длиной в 0,1 м. Это может быть и труба водопровода. Диаметр ее подбирают так, чтобы она плотно заходила в шланг или переходной соединитель. Вверху (в зоне выхода) она должна быть равностенной – это необходимо для равномерности распыления.
2. Металлический цилиндр с 4-6 дырочками для воды.
3. Шпилька с резьбовым соединением.
4. Головка конуса.

Процесс изготовления:

1. Если нужно, верхнюю часть трубы обрабатывают напильником, чтобы она получилась равностенной.
2. С нижней стороны головки можно выточить концентрические канавки (3-4 штуки). Это способствует более равномерному распылению.
3. В центровое отверстие цилиндра вворачивают шпильку. На нее навинчивают головку.
4. В трубу впаивают (или запрессовывают) цилиндр с отверстиями.

Какой клапан выбрать?

Для систем автоматического полива малой и средней площади отлично подходят электромагнитные клапаны Hunter PGV-101 с резьбой 1″ и регулировкой потока. Так же можно использовать PGV-100-GB, отличается от 101 отсутствием регулировки потока.

У нас есть капельный полив на участке, и мы могли бы использовать обычный электромагнитный клапан, но линии капельного полива более нежные, у них тоньше стенки, слабее соединения. Давление воды в общей системе может губительно сказаться на капельной зоне.

Инженеры Hunter разработали и мило предложили выход из ситуации – комплект пусковой для капельного полива или менее пафосно — PCZ-101. Состоит комплект из клапана PGV-101, фильтра со стальным сетчатым картриджем и редуктором давления, который снижает давление воды. Существует две модели устройства PCZ-101-25 (1,7 bar) и PCZ-101-40 (2,8 bar).

Капельные системы

Такие «поливалки» намного экономнее расходуют воду, в нее можно также добавить удобрения, совместив полив с дозированной подкормкой растений.

Система капельного автополива представляет собой систему шлангов или труб на поверхности либо под землей. К трубам подсоединяются капельницы, через которые идет полив растений. Вода подается под корень каждого растения в нужном объеме, и почва не переувлажняется.

Gardena 13002-20 рассчитан на 20 растений, в комплекте — шланги, капельницы и таймер для управления временем полива и расходом воды

Вместо капельниц также используются оросительные шланги или ленты с отверстиями, пропускающими воду. Лабиринтная лента с каналом на поверхности — самый дешевый вариант, но она быстро засоряется. Щелевые ленты прочнее за счет расположения канала внутри.

Критерии выбора

При покупке следует обращать внимание на следующее:

1. Форма и размеры участка. К примеру, для большой территории хорошо подойдет роторное устройство.
2. Возможность обеспечить напор воды, соответствующий требованиям данного устройства.
3. Характеристики самой агрокультуры и ее размещения. К примеру, для теплицы хорошо подойдут маятниковые и зонтичные дождеватели. Последние также будут отличным выбором для участка с плодовыми деревьями или кустарниками.
4. Высота высаженных растений.

К примеру, для небольшого или среднего газона прямоугольной формы (с клумбами или без) хорошо подойдет импульсный дождеватель, при условии достаточного напора воды. Лучше выбрать модель со штативом, позволяющим регулировать высоту. Лучшее распыление достигается форсунками из латуни с насечками на изнаночной стороне, но цена у них выше. Более распространены форсунки из пластика.

Если на участке есть несколько молодых влаголюбивых деревьев, для них можно приобрести зонтичные форсунки, к примеру, от производителя Hunter. Модели с радиусом полива в 360 градусов обеспечат полноценный приток влаги в прикорневую зону.

Осциллирующие

Их еще называют маятниковыми. Здесь в конструкцию встраивается несколько сопел, работающих как одно устройство. Они расположены на трубке из металла или прочного пластика, установленной на подставку и имеющей крыльчатку с шестеренкой. Давление воды приводит этот механизм в движение, и оно передается на трубку.

Благодаря ограничителю хода трубка не делает полный оборот вокруг оси (в этом не было бы смысла, так как она расположена на подставке горизонтально), а лишь колеблется на 180 градусов из стороны в сторону.

Плюсы устройства:

• равномерность орошения,
• простота монтажа и использования,
• экономный расход воды,
• невысокая цена,
• хорошая приспособленность для прямоугольных участков.

Минус – необходимость хорошего напора воды.

Форсунки здесь являются частью самого устройства и отдельно не продаются. Один из примеров оросителей – Verto 15G772 с 18 форсунками, игла для чистки которых поставляется в комплекте. Он подходит для прямоугольного участка площадью до 418 кв.м, снабжен опциями калибровки сектора и ширины орошения. Стоит такой прибор 1900 руб.

Плюсы и минусы использования

Плюсы:

1. Равномерное орошение сегмента участка, который обслуживает форсунка.
2. Быстрое и эффективное насыщение почвы влагой.
3. Предупреждение размывания почвы.
4. Экономия сил владельца участка.
5. Вероятность появления сухих зон при грамотном монтаже минимальна.
6. Возможность создать автономное приспособление, независимое от электроэнергии.

Минусы:

1. Довольно высокий расход воды по сравнению с точечным поливом, поставляющим влагу прямо к корням.
2. Необходимость демонтировать и убирать дождеватель по завершении сезона полива.
3. Необходимость приобретения дополнительного оборудования (в частности, дождевателя).

Подбор насоса по давлению и расходу

ДавлениеРабочее давление, создаваемое насосом, должно быть не меньше рабочего давления при котором работают форсунки полива (указано в каталогах форсунок). Например, форсунки MPRotatorот HUNTER  работают при давлении 2,5 – 3 Бар .ПроизводительностьПроизводительность насоса должна быть не меньше потребности самой большой зоны полива.

Как работать с диаграммой насосаДопустим, что мы подбираем насос для системы полива с зонами полива 1-дюймового размера с требуемыми параметрами:- рабочее давление форсунок — 3 Бар (Н=30 м)- производительность одной зоны  3 м3/чНа диаграмме по вертикальной шкале находим значение 30 м. , и по горизонтальной —  значение 3 м3/ч.

Проводим перпендикуляр от значения давления 30 м. от вертикальной шкалы до пересечения с линией насоса (синии линии). Затем от точки пересечения с линией насоса, опускаем вниз вертикально линию до пересечения с горизонтальной шкалой — она укажет на производительность данного насоса при давлении 3 Бар.

Подбор по таблицам

Некоторые производители сопровождают свои изделия не диаграммами, а таблицами с характеристиками. По таблицам так же нетрудно будет подобрать насос.

Возьмем для примера поверхностный насос марки Unipumpсерии MH

1) Находим ближайшее значение производительности.Выбираем значение 3,6 м.куб/ч (ближайшее значение в большую сторону от требуемого)2) Находим ближайшее к требуемому значение давления 49 м (4,9 Бар)3) Таким образом мы видим какой насос соответствует этим параметрам

Провода для клапанов

Напряжение 24 V, не стоит бояться этих проводов, они безопасны. Сечение стоит подбирать в зависимости от расстояния, на малых дистанциях до 50м смело можно использовать сечение 0,75 мм², при длине 50-150 м – сечение 1 мм², 150-250м – сечение 1,5 мм².

Удобно применять многожильные кабеля, на них подключаются несколько клапанов. Для расчета количества жил в кабеле следует учитывать, что соленоид клапана подключается двумя проводками, один из них(любой) общий.

Теперь рассмотрим наш случай, у нас 4 клапана(1 из которых капельный комплект). Два клапана на правом нижнем секторе и 2 на левом и верхнем участке газона. Нам необходимо провести два трехжильных кабеля (1 жила общая и по 1 на клапан).

Провода на схеме нашего участка указаны цветными пунктирными линиями. Если бы клапана были в одном монтажном коробе, нам понадобился бы 5-жильный кабель(1 общий и по 1 на каждый из четырех). Для этих целей прекрасно подходит кабель типа ПВС, который необходимо защитить от внешнего воздействия, уложив в техническую трубу 16-20 мм или гофру для кабелей.

Роторные

Такие дождеватели используются для крупных территорий – как частных, так и общественных типа футбольного стадиона. Они имеют подвижную вращающуюся головку, распыляющую одну струю воды под значительным давлением. Вращающаяся струя равномерно распыляет воду по всему сектору.

Форсунки позволяют регулировать такие характеристики, как дистанция струи, ее подъем и размер обслуживаемого сектора. Как правило, вместе с дождевателем поставляется и комплект сопел, различающихся по радиусу.

Плюсы устройств:

• подвижная головка,
• возможность обслуживать зоны до 30 м радиусом,
• простая замена с помощью отвертки.

Минус – высокая цена. Производитель Hunter выпускает наборы форсунок для роторных дождевателей разных серий бренда. В зависимости от серии, форсунки могут быть как бюджетными (около 35 руб. за штуку), так и дорогими (примерно 150 руб.).

Сводим бюджет, подсчитываем затраты

После завершения проектной стадии закупаются элементы системы:

Система полива от водопровода

Создать требуемые в проекте параметры воды можно создать не используя насоса — посредством водопровода. Следует отметить, что водопровод, в подавляющем большинстве случаев, имеет довольно скромные характеристики и кроме того, этот же водопровод используется для хозяйстыенно-бытовых нужд, поэтому следует провести тщательные исследования с замерами расходов и давления перед тем, как решиться на исползование водопровода в качестве прямого источника для системы полива.

Во время работы системы полива, подключенной напрямую к водопроводу, практически вся вода используется на полив, что может в некоторых случаях снизить напор в жилом доме, что в свою очередь, заставит владельца пользоваться водой в доме по определенному графику, учитывая график включения системы полива.

Используя водопровод напрямую, следует  придерживаться следующих правил:- программируйте контроллер  чтобы полив проводился в ночное время, когда  потребление воды для домашних нужд практически отсутствует и тогда «просадки» давления в доме практически не почувствуется.

ПЛЮСЫ использования водопроводаИсключает наличие дополнительного оборудования, таких как насос, накопительная емкость, автоматика и все, что с этим связано. Это существенно экономит в смете 50-100 т.р.!

МИНУСЫ использования водопровода- Недостаточная производительность водопровода (в большинстве случаев)- Использование холодной водопроводной воды (10-12 градусов С) для полива плодовых растений снижает скорость развития растений.

Требуемые характеристики водопровода для нормальной работы системы автополива:- диаметр трубы подключения не менее 1″- давление в водопроводе не менее 3 Атм

Схема орошения

Уже давно разработаны стандартные схемы полива с точным расположением определенных разновидностей дождевателей.

1. В углах загородногоучастка обычно устанавливают оросители, которые разбрызгивают воду в секторе 90°.

2. Вдоль границ дачного участка лучше поставить приборы с разбрызгиванием 180°. То есть вода будет попадать внутрь участка, а не за его территорию.

3. В местах суглами зданий и строений монтируют дождеватели, разбрызгивающие воду в секторе 270°.

4. Внутри орошаемого участка укладывают приборы с действием360°.

При этом необходимо подбирать оросители так, чтобы они своим радиусом действия перекрывали друг друга. То есть на поливаемой территории не должно оставаться ни одного сантиметра, непокрытого водой. Но, как показывает практика, это требование действует лишь в том случае, если территория полива большая и ровная без ответвлений, дополнительных узких участков и других неровностей.

Управление поливом: как организовать умную систему

Умной любую систему делает контроллер – центр управления автоматическим поливом. Он позволяет программировать время и режимы полива, устанавливать расход воды.

Самый простой вариант – поставить в качестве контроллера таймер для полива. По сути, это кран с блоком управления, который подает и перекрывает воду, а на нем устанавливаются время и продолжительность полива.

Поставить таймер просто и недорого, но у него небольшая пропускная способность, которая не годится для больших участков. Есть варианты механических, электронно-механических и электронных таймеров. Механическим не требуется электропитание, но их нужно включать вручную, электронно-механические работают от батареек и позволяют запрограммировать полив на несколько дней вперед, а электронными, что важно, можно управлять удаленно по Wi-fi или Bluetooth.

Однако существуют и более сложные автономные контроллеры. Они устанавливаются на распределительный клапан и работают от батареек, которых хватает примерно на год использования.

Водонепроницаемый пульт управления Hunter Node-100 предлагает установить одну из четырех программ с нужным временем запуска

Такие устройства обладают более широким набором настроек, к ним можно подключать датчики дождя и влажности почвы. Это хорошее решение для небольших систем, не требующих настройки разных зон полива.

Контроллер Rain Bird RZX 8 с Wi-Fi рассчитан на 8 зон, у каждой из которых 6 независимых графиков запуска и 4 варианта дней полива

Но самые функциональные — стационарные контроллеры, способные управлять каждой линией полива и ее элементом по отдельности. В разных зонах полива устанавливаются дни и время начала полива, количество запусков системы в сутки, их продолжительность и периодичность.

Так, для участка до 10 соток подходит контроллер на 4–8 зон, у каждой из которых свой режим полива и нормы потребления воды.

Elgato Eve Aqua Smart Water Controller с поддержкой Siri совместим с Apple Home Kit: он управляется по Bluetooth через приложение Home

Если вам интересно именно удаленное управление всем процессом, то нужно искать контроллер с Wi-Fi или Bluetooth. Обычно в приложении для мобильного устройства можно контролировать объем воды, расписание и длительность орошения, настраивать программы полива для разных зон.

Уличный контроллер Hi-Garden Aquarius 10 Wi-Fi с Wi-Fi и Bluetooth имеет 8 программ, а также два датчика температуры в комплекте

Стационарные контроллеры еще можно дополнить датчиками погоды, которые устанавливаются на участке и передают на пульт данные о влажности почвы, температуре воздуха и осадках, а иногда даже о заморозках. Это позволяет системе управления самостоятельно менять режим полива без вашего участия или отменять его, например, в дождливый день.

Датчик погоды Solar Sync сообщает о солнечной радиации, температуре и влажности воздуха, дожде и заморозках

Умная система управления поливом не требует постоянного присутствия человека и единственное, что ей нужно – периодическое обслуживание. Летом надо проверять фильтры воды на предмет засоров, а осенью — слить воду и продуть систему компрессором. Это позволит автополивалке перезимовать и снова включиться в работу в следующем сезоне.

В таблице вы найдете цены и характеристики указанных в статье моделей.

Формируем зоны полива

Итак, мы покрыли весь участок дождевателями, в кустах разложили капельную трубку. И что же нам с этим делать? Разбивать полив на зоны (сектора).

Важно! В зону полива нельзя включать разнотипные дождеватели, форсунки, комбинировать капельный и дождевой полив в одной зоне. Одна линия – один тип полива.

В зоны включаются только близлежащие дождеватели, то есть мы объединяем распылители трубой, формируя цепочку. При этом суммируем расход воды форсунок, когда мы достигнем допустимого предела (в нашем примере 2,5 м3), формирование зоны закончено, приступаем к следующей.

Линии с максимально возможным водовыливом необходимо соединять в кольцо, чтобы уравнять давление в дождевателях, иначе последним распылителям в цепи не хватит воды. При этом важно, чтобы зоны имели примерно равную производительность (л/c). Для наглядности линии пометим цветами.

Чертим на плане схему трубопровода таким образом, чтобы число поворотов, изгибов и пересечений с дорожками было минимальным. Каждая зона полива должна иметь свою трубу водоподачи, управляемую клапаном( на чертеже она указана зелеными линиями), магистральная труба – сплошная, после клапана — пунктирная.

Соленоидные клапана можно сгруппировать в блоки и размещать в клапанной коробке, местоположение боксов с клапанами также необходимо нанести на план. Клапан размещается в начале линии полива, то есть перед первым дождевателем зоны. Электромагнитный клапан – важный элемент системы, к нему должен оставаться доступ.