Проектируем систему полива сами

Для начала проектирования системы полива нам будет необходим план участка. Как правило, план участка выполняется в масштабе 1:100, 1:200. На нём необходимо будет указать как можно точнее месторасположение существующих и планируемых объектов (сооружение, деревья и кустарники, подпорные стенки). Если участок имеет сложный рельеф, то желательно отметить перепады высот. Необходимо определить на участке места, где будет работать система автополива, капельного полива, предусмотреть отводы воды (гидранты) для ухода за труднодоступными территориями.

Возьмем, в качестве примера, проект по благоустройству участка. Последовательно рассмотрим все действия.

Рис.1 Проект участка.

На участке необходимо сделать автоматический полив газона, цветников, предусмотреть гидранты.

Выбор места расположения дождевателей и зоны их покрытия.

Для полива будем использовать МР ротаторы. Радиус полива для ротаторных дождевателей колеблется от 4 до 9 метров:   

Также они отличаются регулировкой сектора полива:

Теперь расставим дождеватели по плану. Начинать лучше с отмостки около дома и др. строений, а также по границе участка и в углах. В идеале должно быть 100% перекрытия (т.е. любая точка участка должна поливаться 2-мя дождевателями). После этого смотрим какие зоны не поливаются (или поливаются недостаточно) и добавляем дождеватели.

Рассчитаем расход воды, используя данные из таблицы 1.

Таблица 1. Расход ротаторов в зависимости от радиуса действия и сектора полива.

(данные приводятся при рабочем давлении 3 бар.)

 

сектор

полива

МР1000 МР2000 МР3000
радиус, м. расход, л.

Норма полива,

мм/час

радиус, м. расход, л.

Норма полива,

мм/час

радиус, м. расход, л.

Норма полива,

мм/час

90 4,1 44 11 6,1 94 11 9,1 203 11
180 4,1 88 11 6,1 174 11 9,1 431 11
210 4,1 102 11 6,1 205 11 9,1 502 11
270 4,1 132 11 6,1 261 11 9,1 646 11
360 4,1 177 11 6,1 348 11 9,1 862 11


На чертеже расставим данные согласно таблице.



Общий расход воды на участок будет равен 5,224 м3/час.

Для стабильной работы насоса необходимо, чтобы производительность разных зон отличалась не более, чем на 25%.

Разобьем участок на 2 зоны. Расход самой большой зоны 2,676 м3/час, самой маленькой 2,548 м3/час.

Теперь можно спроектировать прокладку трубы и установку клапанов.

При подборе диаметра труб учитывается зависимость между скоростью движения воды, гидравлическими потерями в трубопроводе и мощностью насосной станции. Рекомендуемая расчетная скорость воды в трубопроводе из полимерных материалов 2,5-3,0 м/с.

Ниже приведена таблица соответствия скорости и расхода. По ней Вы можете определить необходимый диаметр труб.

диаметр трубы нд, мм скорость воды, м/с расход воды, м.куб./час
25 2,5 - 3,0 2,94 - 3,53
32 2,5 - 3,0 4,43 - 5,29
40 2,5 - 3,0 7,47 - 8,96
50 2,5 - 3,0 11,7 - 14,0
63 2,5 - 3,0 18,7 - 22,32


Нам достаточно трубы диаметром 32 мм.

Выбираем место для установки емкости, насосного оборудования и контроллера.

Вода из скважины (местного водопровода или др.) поступает в накопительную емкость (уровень регулируется поплавковым клапаном) , откуда через насосную станцию она нагнетается в магистральную трубу.

Магистральная труба (на рисунке черным цветом) находится всегда под давлением. К ней подсоединяются ветки для полива участка (Кран1, Кран2) и ветка гидрантов (Кран3), на рисунке желтым цветом. Ветки ( на рисунке красным и синим цветом) включаются только в определенное (заданное) время. На них монтируются дождеватели.

Кран1 и Кран2 — электромагнитные клапаны, открываются в заданное время для полива определенного участка.

Гидранты размещены в разных частях участка. Они подсоединены к магистральной трубе через Кран3 (который всегда открыт), соответственно они всегда под давлением. Гидрант расположенный на фасаде может использоваться для мойки брусчатки, машины, а также для полива небольших клумб. Гидрант в огороде незаменим при поливе огорода, там же будет возможность сделать капельный полив.

Подбор насосного оборудования.

Для правильного подбора насосного оборудования необходимо сделать гидравлический расчет. Его целью является определение расхода и напора насосной станции. Расчет производится по самой невыгодной трассе трубопроводов, подводящих воду к самому удаленному от насосной станции дождевателю или дождевателю расположенному на самой высокой отметке.

В нашем проекте это 1-я ветка.

Расход воды, проходящей через 13 дождевателей составит 2,676 м3/ч.

Скорость потока в трубе составит: V = Q/F, (м/с),

где:

Q – расход воды на канал, м3/с;

F – площадь внутреннего сечения трубы, м,

F = π * D2/4 = 3,14 * 0,0252/4 = 0,00049 м,

где D – внутренний диаметр трубы, м.

V = 0,0011/0,00049 = 2,24 м/с

Гидравлические потери на канал (Нпк) сложатся из сумм потерь по длине и потерь на местные сопротивления, т.е.:

Нпк = Нд + Нм, (м)

Потери по длине.

Потери по длине вычисляются по формуле Дарси:

Нд = ξ * L * V2 / dвн * 2 * g, (м)

Вы можете использовать таблицу потерь напора. (см. Таблицу потерь напора).

Потери напора в трубопроводах ПНД по ГОСТ18599,2001 PN10 (в метрах на 100 метров прямого трубопровода)

расход,

м.куб/час

диаметр, мм
  25 32 40 50
0,5 1,29 0,33    
1,0 4,27 1,09 0,36  
1,5 8,67 2,21 0,73  
2,0 14,37 3,66 1,2 0,42
2,5 21,3 5,41 1,77 0,62
3,0 29,41 7,46 2,44 0,85
3,5 38,65 9,8 3,2 1,11
4,0 49,01 12,41 4,06 1,41
4,5   15,29 4,99 1,73
5,0   18,43 6,02 2,09
5,5   21,84 7,12 2,47
6,0   25,5 8,31 2,88
6,5   29,41 9,58 3,32
7,0   33,56 10,93 3,79
7,5   37,97 12,36 4,28
8,0   42,61 13,87 4,8
8,5   47,49 15,45 5,35
9,0     17,11 5,92
9,5     18,85 6,52
10,0     20,66 7,14



При нашем расходе 2,676 м3/час, потери напора в трубопроводе длиной 100 м составят 5,41 метров.

Длина ветки до дальнего дождевателя 30 метров, соответственно потери напора по длине составят 1,8 метра.

Потери на местные сопротивления.

Потери на местные сопротивления вычисляются по формуле Вейсбаха:

Нм = ξм * V2/2 * g, (м)

И в свою очередь разделим их на:


При поворотах значение коэффициента местного сопротивления ξм, в зависимости от угла поворота α, принимаем по таблице:

α 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90°
ξм 0,2 0,2 0,4 0,55 0,7 0,9 1,1



На ветке 3 поворота на угол 90°, принимаем коэффициент местного сопротивления равным 1,1, тогда:  Нп = 3 * 1,1 * 2,242/(2 * 9,81) = 0,84 м

При ответвлениях значение коэффициент местного сопротивления ξм принимается в зависимости от угла подсоединения ответвления.


У нас имеется 2 ответвления со значением коэффициента местного сопротивления ξм=1,5, следовательно,

- Нотв = 2 * 1,5 * 2,242/(2 * 9,81) = 0,34 м

Поскольку диаметр трубопровода расчетного канала 32 мм, по каталогу Hunter подбираем электромагнитный клапан диаметром 1". Потери напора в клапане принимаем по графику, приведенному в каталоге.

Для нашего расхода они составят 1,3 метра.

Итого:

Нпк = 1,8 + 0,84 + 0,34 + 2 = 4,98 м.

Аналогично рассчитываем потери на напорной магистрали (Нпм) от насосного узла до колодца №1. Они составят Нпм=0,54 метров.

Суммарное значение потерь на участке от насосного узла до наиболее удаленного дождевателя составит:

ΣНп = Нпк +Нпм (м)

ΣНп = 4,98+ 0,54 = 5,52 м

Рассчитаем необходимое давление, которое должен выдавать насос на выходе:

Нн = Нг + Нп + Нд, (м),

где

Нг – максимальный геометрический перепад между отметкой оси насоса и дождевателем;

Нп - гидравлические потери в трубопроводе;

Нд - давление, необходимое для работы дождевателя.

Нн = 1,0 + 10,61 + 30 = 36,52 м = 3,7 атм.

По каталогу оборудования подбираем насос. При подаче 2,7 м3/час, напор на выходе из насоса должен быть не менее 3,6 атм.

Если у Вас уже существует насосный узел или поселковый водопровод, удовлетворяющий рабочим характеристикам оборудования, то их можно использовать в качестве источника для системы полива. В этом случае производительность канала будет определяться производительностью насосной станции или поселковой магистрали. Для расчета можно идти от обратного, а именно, на основании данных о производительности Q источника и создаваемом при этом напоре H определяется давление на самом дальнем дождевателе по каждому каналу.

В оросительных системах, использующих насосное оборудование, желательна установка накопительных емкостей. Применение емкостей позволяет обеспечить объем воды, необходимый на цикл полива, прогретой до температуры окружающей среды. Обычно емкости устанавливаются на участках в хозяйственных зонах и декорируются живыми изгородями.