Расчет системы капельного полива

На что обратить внимание при выборе и покупке садового шланга?

При  покупке многие дачники задаются такими вопросами:

• Что виляет на интенсивность напора воды?
• Какой материал надежнее?
• Важен ли цвет шланга?

Ответить на эти вопросы помогут основные технические характеристики изделий.

Диаметр. Чем больше диаметр шланга, тем больше он сможет пропустить кубических метров воды в минуту. Также диаметр определяет выбор штуцеров и коннекторов, которые помогают соединить несколько шлангов между собой или используются для подключения.

На сайте интернет-магазина «ВсеИнструменты.ру» представлены изделия диаметром 12 дюйма. Например, капельный шланг БЕЛАМОС (1/2″; 15 м) Робуст 1/2-15. Он подойдет для полива и орошения растений и газонов. И также представлены модели диаметром 34 дюйма. Например, шланг Golden 3/4-25 БЕЛАМОС.

Длина. Если у вас стандартные шесть соток, то необходимо приобрести шланг длиной до 30 м. Например, шланг БЕЛАМОС (1/2″; 50 м) Гарден 1/2-50. А для приусадебного участка площадью не менее 15 соток подойдет изделие от 50 м. Например, прозрачный шланг Gardena (6х1.5 мм; 100 м) 04985-20.000.00.

Материал. Сейчас садоводы все чаще пользуются шлангами ПВХ. Они отличаются особой прочностью, гибкостью, при этом остаются легкими. Поливинилхлорид безопасен для здоровья, не выделяет вредных веществ в воду и устойчив к высоким температурам.

Для интенсивных нагрузок выпускают армированные шланги ПВХ. Максимальное давление воды у некоторых изделий может составлять до 48 бар. За счет дополнительного укрепления из 2, 3 и 4 слоев армирования с синтетической оплеткой они становятся более прочными и не перекручиваются.

Цвет. При выборе садового шланга цвет также играет немаловажную роль. Поэтому можно легко подобрать как яркое, так и прозрачное изделие, которое незаметно в траве, например, шланг-дождеватель Gardena 15м 01998-20.000.00. А если вам нужно изделие для работы в саду, то понадобится яркий шланг — его легко можно найти даже в самой густой траве.  Например, шланг БЕЛАМОС (1/2″; 20 м) Гринлайн 1/2-20.

Знание характеристик поможет избежать покупки ненужного или неподходящего изделия, которое в дальнейшем придется сдавать обратно. Но не стоит забывать, что шланги различаются не только по характеристикам, но и по своему назначению. Какое изделие подойдет для подземного полива, а какое для дозированного орошения, расскажем подробнее далее.

Гидравлический расчет —основы проектирования

Несколько слов о том как соотносится диаметр трубы к объему потока и скорости движения воды.

Гидравлический расчет в системах автоматического полива нужен для того, что бы правильно рассчитать диаметр всех труб будущей системы автоматического полива и определить рабочее давление воды на концах поливочных линий, это наиглавнейшая задача! Легко справиться с ней вам поможет эта таблица потерь рабочего напора в трубах ПНД-80.

Откройте эту таблицу: Левый столбец показывает объём потока в кубометрах и литрах/минуту (в системах автоматического полива все расчеты в литрах/минуту). Самые верхние ячейки указывают диметр труб ПНД (Ø20, Ø25, Ø32, Ø40 и т.д.), под диаметрами труб расположены столбцы показывающие скорость движения заданного объема воды в трубе нужного диаметра и потери напора на 100 метров пробега. Пользоваться таблицей очень просто. Например: вы хотите использовать оптимальный диаметр трубы для своей системы.

Оптимальным диаметром центральной трубы системы автоматического полива на участках до 1 га. считается диаметр 40Ø. Такая труба идеально подходит для подключения к ней дюймовых (самых не дорогих) электромагнитных клапанов, стоит она реальные деньги, стоимость фитингов к ней тоже не космическая и с такой трубой легко работать.

Посмотрите какой объем воды проходит по такой трубе со скорость 1 метр/сек. (1 метр/сек. это азбука гидравлических расчетов по воде. Такая скорость исключает гидравлические удары, завихрения, турбулентность и т.п. и, как следствие, дает оптимальное значение величины потерь напора на 100 метров пробега.)

По трубе ПНД Ø40 нормально проходит 50 литров/минуту (если правильно подобрать насосную станцию, то на больших участках можно увеличить это значение максимум до 70 л/мин. теоретически, — а практически, под такой литраж закладывается труба Ø50). Значит поливочные линии вашей системы автоматического полива должны работать с производительностью 50л/мин.

После этого вам надо только объединить расставленные на плане участка поливочные точки с заданным радиусом и сектором полива (для статических поливочных головок), а значит и с заданным расходом (см. таблица расхода на статические и роторные поливочные головки стандартного и среднего радиуса)

в группы по 50 л/мин. и вы узнаете сколько электромагнитных клапанов вам надо установить в системе автоматического полива и какой пульт управления будет таким количеством клапанов управлять. Если в электромагнитный клапан входит 50 л/мин., то удобнее и правильнее будет подключить проходящий через него поток к середине поливочной линии.

Таким образом вы разделили один большой поток в 50 л/мин. на два меньших, по 25 л/мин. Это значит, что диаметры труб, идущих направо и налево после электромагнитного клапана, вам следует подбирать под проход 25 л/мин. т.е. меньшие диаметры. После выхода в рабочее положение каждой поливочной головки, объем общего потока в трубе уменьшается и, что бы сохранить постоянную скорость, надо уменьшать следующие диаметры. При этом не забывайте следить за потерями рабочего напора на каждый отрезок трубопровода до каждой поливочной головки.

Не забывайте, что данные по потерям напора в таблице приведены на 100 метров пробега. До самой отдаленной поливочной головки вы должны довести, как минимум, рекомендованный производителем рабочий напор. Играя различными диаметрами труб, сделать это не представляет труда.

Так вы узнаете какое рабочее давление должно быть у вас в начале центральной трубы системы автоматического полива, подсоединенной к водоисточнику (насос, водопровод и т.п.), что бы довести до самой отдаленной поливочной головки необходимый рабочий напор.

Видите как все просто!!!!

Как уже говорилось, все три рекомендуемые фирмы производят профессиональное оборудование систем автоматический полив одного и того же типа, с легко сравнимыми характеристиками.

Незначительные конструктивные отличия практически мало влияют на уровень качества изделий широко применяемых в системах автоматический полив любого производителя.Но поскольку техническая литература на русском языке посвящена в основном оборудованию систем автоматический полив фирмы «HUNTER», то в дальнейшем будем рассматривать особенности профессиональной поливочной техники ведущих мировых фирм на примере именно этой компании.

Итак, поливочные головки, наиболее широко применяемые в системе автоматический полив, это статические головки с фиксированным или регулируемым сектором полива. Если взять за основу усредненный вариант подмосковной усадьбы в 15 — 30 соток, то количество статических головок необходимых для равномерного полива этого участка будет примерно в три раза больше чем роторных головок или поливочных устройств любого другого типа. Большое число статических поливочных головок объясняется очень просто.

Статические поливочные головки поливают свой сектор в 90°, 180°, или 360° сплошным дождем сразу, а это требует достаточно большого расхода воды в единицу времени, что бы накрыть весь сектор. (Роторные головки поливают свой сектор одной струей, перемещая ее по площади полива, поэтому расход струи заданного радиуса не зависит от ширины сектора полива, но требуется больше времени, что бы внести норму полива для орошаемого участка.)

Для того, чтобы в таких обстоятельствах сохранить разумный предел рабочего давления в 2,5-3 атмосферы, форсунки (сопла) статических головок имеют ограниченный радиус действия, который не превышает 5 метров. Заметим, что форсунка для статической поливочной головки, имеющая радиус полива 5 метров и сектор 360° расходует примерно 20 литров воды в минуту.

А это 1/4 часть имеющегося ресурса воды на среднем участке подмосковной усадьбы при рабочем давлении в 2,5-3,5 атм. и то, только при хорошем водоисточнике. Чаще всего такого ресурса можно добить только с помощью скважины, ускорительного насоса или переходной емкости.

Возвращаясь к применению в системах автоматического полива статических поливочных головок с радиусом полива в 5 метров и рабочим сектором в 360°, становится очевидным, что используя всю воду Вашего источника водоснабжения, возможно поднять не более четырех — пяти таких головок.

Это значит, что на каждые 4-5 статических поливочных головок такого радиуса полива, вам придется ставить отдельный электромагнитный клапан. Это приводит к увеличению числа поливочных линий и, как следствие, значительному удорожанию системы автоматического полива в целом.

Более емкий и дорогой пульт управления, больше затрат на электромагнитные клапаны, соединительные фитинги, клапанные короба, электрокабель, гофрорукав и, безусловно, растет стоимость монтажных работ. Некоторые подрядчики умело пользуются этими обстоятельствами, завышая общую стоимость системы автоматического полива там, где можно обойтись более скромными средствами.

Причем выглядит это, для занятого своими делами заказчика, очень убедительно: цена статической поливочной головки 180-200 рублей, а роторной 1 тыс. и более. Цифры, на первый взгляд, сами определяют выгоду. На следующей странице мы детально разберем подобную ситуацию.

Избежать лишних затрат помогает разумное комбинирование поливочных устройств (статических и роторных поливочных головок) на стадии разработки схемы автоматического полива участка и гидравлического расчета создаваемой системы автоматического полива.

Чтобы добиться равномерного полива (а это главная цель и задача системы автоматического полива), необходимо устанавливать поливочные устройства одного типа на расстоянии радиуса их действия. Это связано с тем, что в начале и в конце струйного потока выпадает не одинаковое количество осадков.

Земное притяжение действует на струю поливочной головки таким образом, что под самой головкой осаждается минимум воды, дальше больше, на расстоянии 80% от точки излива выпадает максимум осадков и затем это значение опускается к минимуму. Для того, что бы автоматический полив был равномерным, необходимо обеспечить полное перекрытие струй рядом стоящих поливочных головок.

Кроме того, из-за разной производительности роторных и статических поливочных головок в единицу времени, при сравнимых радиусах полива, необходимо включение каждой группы таких головок через отдельный электромагнитный клапан. Роторные поливочные головки, установленные согласно международной методике равномерного полива, вносят норму полива на 1 кв.

метр газона (4 — 5 литров) за 10 минут работы, а статические поливочные головки выливают норму полива на такую же площадь за 5 минут. Поэтому нельзя подключать к одному электромагнитному клапану (или крану в полуавтоматических системах полива) разные типы головок — это не только бессмысленно, но и вредно для газона.

Из всего выше сказанного становится понятным что большое количество статических поливочных головок на участке объясняется высокой плотностью их установки (через каждые 3-5 метров, т.е. на расстоянии рабочего радиуса, а не диаметра, полива).

Поэтому статические поливочные головки устанавливают только на узких участках усадьбы, не превышающих 4 метра. А там где есть возможность установить роторные поливочные головки с радиусом от 4 до 10 метров и более (после 11 метров сильно увеличивается расход воды), используют только роторные поливочные головки стандартного или среднего радиуса полива.

На следующей странице мы рассмотрим пример разумной комбинации различных поливочных устройств на одном и том же участке и подсчитаем все конкретные “плюсы”, которые приносит вдумчивое отношение к созданию схемы автоматического полива полива.Участок на следующем рисунке имеет размер 7 метров в ширину и 25 метров в длину.

3. Уточнение потребности в воде и составление схемы полива

После определения количества и размеров поливочных блоков уточняют расход воды на каждый поливочный блок.

где Wi — расход воды конкретного поливочного блока;W — расход воды на гектар используемой схемы посадки;Sб — площадь конкретного поливочного блока.Следующий этап составление схемы полива. Для этого максимальная поливная норма(60-70 м³ /га) делится на гектарный расход воды( м³ /га?ч), используемой схемы посадки и определяется максимальное время полива конкретного блока.

Для рассматриваемого примера(томаты) гектарный расход воды(за один час работы системы) составляет 26 м³, а максимальное время полива(при максимальной дневной норме 70 м³ /га)

Проанализировав таблицу 2 мы видим, что максимальное время полива составляет 14 часов, а максимальный расход воды, согласно схемы полива, 137 м³ /ч. Эти значения являются контрольными при дальнейших расчетах. 4.4. Выбор фильтростанции

При выборе фильтростанции необходимо учитывать источник водоснабжения(открытый водоем или скважина), степень загрязненности воды и вид загрязнителя, часовую потребность в воде(пропускную способность), а также производительность насосной станции и количество других потребителей.

Следует иметь ввиду наличие необходимости проведения анализов воды на химический состав, наличие биологических и механических загрязнителей с целью определения пригодности для орошения и подбора фильтростанции. При использовании поливной воды из открытых водоемов, следовательно, имеющей большое количество биологических загрязнителей, необходимо включать в состав фильтростанции песчано-гравийный фильтр, а при большом количестве взвешенных песчаных частиц целесообразно использование гидроциклонов.

Также, помимо песчано-гравийного, в состав фильтростанции(при заборе воды с открытых водоемов) входит страхующий сетчатый или дисковый фильтр.Если используется вода со скважины то, обычно достаточно одного дискового или сетчатого фильтра.

При большом количестве взвешенных песчаных частиц целесообразно использование гидроциклонов. Определившись с типом фильтростанции, на основании анализа источника водоснабжения, переходят к выбору типа фильтров и расчета их количества.Перед выбором пропускной способности фильтростанции, необходимо уточнить производительность(при наличии) насосной станции и наличие других потребителей воды.

При избыточной мощности насосной станции возможна ситуация когда дополнительные затраты на подачу воды превысят стоимость дополнительных фильтров. Поэтому необходимо также экономическое обоснование пропускной способности фильтростанции.Определившись с максимально необходимой пропускной способностью фильтростанции и ее типом, начинают комплектацию.

По пропускной способности подбирают марку фильтра и их количество. Также выбирается удобрительный узел. Удобрительный узел обычно состоит из задвижки, инжектора и соединительно-запорной арматуры. В зависимости от пропускной способности фильтростанции инжектор может быть от 0,5“ до 1,5“. 4.5 Расчет магистральных трубопроводов

Гидравлический расчет водопроводной сети заключается в определении диаметров трубопроводов по известному расходу воды и потерь напора на всех ее участках, а также определения минимального давления на входе системы.Диаметр трубопроводов D м, определяется по формуле:

где: 1,13— коэффициент получаемый при переходе от живого сечения потока к диаметру трубопровода;Wi — Расчетный поток воды, протекающий по данному участку трубопровода, м3/ч;V — Экономически целесообразная скорость движения воды в трубопроводе — 0,9…1,9 м/с.

где: w — площадь живого сечения трубопровода м2.

где: Df — принятый диаметр трубопровода, м.Потери напора hn, м(примерно 0,1 бар), определяются по формуле:

где: А — удельное сопротивление труб,(с/

Порядок расчета трубопроводов:

• Определяются диаметры трубопроводов по расходу воды и скорости потока для каждого участка;

• Определяются потери напора по участкам;

• Определяется максимальная потеря напора;

• Определяется минимальное входное давление;

• Сравниваются возможности источника водоснабжения с потребностями системы.

Шланг какого диаметра лучше для полива?

Перед покупкой определитесь с объёмом работ, какая площадь участка требует орошения. Общепринятое правило — окружность трубки напрямую зависит от протяжённости шланга. Это важный момент, который позволит выбрать подходящее изделие.

Чем больше длина поливочного рукава, тем меньший диаметр выбирают при покупке.

В магазинах представлен следующий ассортимент с маркировкой:

• 1/2″ — 13 мм;
• 5/8″ — 16 мм;
• 3/4″ — 19 мм;
• 1 дюйм — 25,4 мм;
• 1 1/4″ — 32 мм;
• 1 1/2″ — 38 мм.

Диаметр на этикетке равен внутренней окружности водопроводной трубки.

Самыми распространёнными считаются размеры в 13 и 19, так как они удобнее стыкуются с водопроводным краном. На них продаётся большое количество различных коннекторов.

Неопытные огородники часто предпочитают купить максимально широкий шланг. Это ошибочное мнение. При недостаточном напоре и большой длине поливочный рукав с трудом даст подходящую струю воды или вовсе орошение огорода станет испытанием на прочность нервов садовода.