Системы автономных скважинных насосов: как выбрать, размер и монтаж солнечных насосов

Автономный колодезный насос — это водяной насос, который забирает воду из колодца, не полагаясь на коммунальную сеть. Самая надежная установка для удаленного объекта — это погружной насос на солнечной энергии, солнечный контроллер, резервуар для хранения и система давления. В этом руководстве объясняется, как подобрать насос к вашей скважине, какие компоненты наиболее важны и чего ожидать с точки зрения технического обслуживания и затрат.

Что такое автономный скважинный насос?

Автономный скважинный насос — это любой насос, который поднимает воду из колодца, используя электроэнергию, вырабатываемую на месте, обычно от солнечных батарей. Он должен работать независимо от местной энергетической компании, а это означает, что вся система должна быть спроектирована на основе переменного источника энергии.

Полная система обычно состоит из насоса, солнечного контроллера, набора солнечных панелей, трубопроводов и резервуара для хранения или напорного резервуара. Некоторые установки также включают в себя батареи, но во многих автономных скважинах используется конструкция с насосом и накопителем, поэтому насос работает только при наличии солнца.

Поскольку насос является основной нагрузкой, правильное его определение является наиболее важным решением, которое вы примете. Насос недостаточного размера никогда не наполнит ваш бак; слишком большой вариант приведет к потере денег и может не запуститься должным образом в пасмурные дни.

Ключ: подбор насоса под скважину и ежедневную потребность

Размер насоса, который вы выбираете, должен соответствовать глубине вашего колодца, статическому уровню воды, ежедневному расходу и пиковому расходу.

Начните с измерения общего динамического напора (TDH). TDH равен вертикальному расстоянию от поверхности воды до точки сброса плюс потери на трение в трубе и коленях, а также любое давление, необходимое на выходе. Для типичной 100-футовой скважины TDH может составлять 120 футов, если учитывать трение.

Затем оцените свою ежедневную потребность в воде. Семья из четырех человек обычно использует от 300 до 500 галлонов воды в день. Животноводство, садоводство и ирригация могут резко повысить спрос. В таблице ниже представлена ​​отправная точка для определения размера.

Эти цифры являются приблизительными. Скважине с низким статическим уровнем воды, но высокими требованиями к расходу, может потребоваться контроллер большего размера и дополнительные солнечные панели.

Выбор параметров солнечного насоса: практический пример

Для скважины длиной 100 футов с ежедневной потребностью в 2000 галлонов обычно достаточно 4-дюймового солнечного погружного насоса мощностью от 1100 до 1500 Вт.

В этом сценарии насос будет работать от трех до пяти часов в день при ярком солнечном свете, перекачивая около 400 галлонов в час. Если скважина глубокая, рабочие колеса из нержавеющей стали являются более безопасным выбором, чем пластиковые, поскольку они лучше справляются с абразивами и служат дольше.

Контроллер солнечного насоса с крыльчаткой из нержавеющей стали, 4 дюйма, мощностью 800–3000 Вт Этот 4-дюймовый погружной насос оснащен рабочими колесами из нержавеющей стали, обеспечивающими надежную работу в слегка песчаной воде и глубоких колодцах, обеспечивая длительный срок службы при непрерывной работе с большими нагрузками в течение всего дня. Посмотреть продукт →

Этот насос охватывает диапазон мощности 800–3000 Вт и может сочетаться с подходящей солнечной батареей. Комплект с контроллером мощностью 3000 Вт позволяет в дальнейшем расширить его, если добавить орошение или сарай.

Солнечные панели, контроллеры и батареи: что на самом деле имеет значение?

Контроллер — это компонент, который обеспечивает надежную работу автономного скважинного насоса, поскольку он управляет питанием от солнечных батарей и при необходимости переключается между источниками постоянного и переменного тока.

Солнечная энергия меняется в течение дня. Без хорошего контроллера насос может потерять всасывание или заклинить при падении напряжения. Высококачественный контроллер с автоматическим переключением переменного/постоянного тока обеспечивает работу насоса даже в условиях, когда облачность снижает выработку солнечной энергии, а также защищает двигатель от повреждений из-за сухого хода.

Контроллер насоса переменного/постоянного тока с автоматическим переключением для солнечных систем мощностью 1100–3000 Вт Этот контроллер автоматически отдает приоритет солнечной энергии и переключается на резервный источник переменного тока при слабом освещении или ночью, обеспечивая бесперебойную подачу воды и защищая насос от повреждения из-за сухого хода. Посмотреть продукт →

Этот контроллер рассчитан на диапазон мощности 1100–3000 Вт, который охватывает наиболее распространенные автономные скважинные насосы. Он автоматически выбирает между входом постоянного тока солнечной энергии и резервным источником переменного тока, что делает его идеальным решением для объектов недвижимости, где уже есть небольшой генератор переменного тока или подключение к сети в качестве резервного источника.

Батарейки не всегда нужны. Система «насос-и-хранилище» может наполнять резервуар только в дневное время, а затем использовать силу тяжести для создания давления. Если вам нужно постоянное давление в ночное время, добавьте напорный бак и бустер. Аккумуляторы увеличивают стоимость и затраты на обслуживание, поэтому добавляйте их только в том случае, если вам действительно нужна подкачка в ночное время.

Поверхностный насос против погружного насоса для внесетевых скважин

Погружные насосы являются стандартным выбором для глубоких скважин, тогда как поверхностные насосы работают только там, где общий динамический напор низкий.

Погружные насосы располагаются на дне колодца, недалеко от источника воды. Они могут толкать воду на большие расстояния и справляться с глубокими статическим уровнем воды. Поверхностные насосы монтируются над землей и используют всасывание, что ограничивает их вертикальный подъем примерно до 25 футов. Для автономной скважины глубиной более 30 футов погружной насос почти всегда является правильным решением.

Если у вас неглубокий колодец или родник, вам подойдет поверхностный насос. Его проще обслуживать, но необходимо беречь от замерзания.

Центробежный поверхностный солнечный насос с контроллером автоматического переключения (2000–3600 Вт) Этот поверхностный насос со встроенным контроллером автоматического переключения подходит для орошения мелких колодцев или прудов, обеспечивая высокий расход для перекачки на большие расстояния, сохраняя при этом легкий доступ для обслуживания. Посмотреть продукт →

Этот поверхностный насос имеет мощность 2000–3600 Вт и хорошо подходит для неглубоких колодцев или орошения из пруда.

Варианты хранения воды и давления

Резервуар для хранения является наиболее важной частью автономного водоснабжения, поскольку он позволяет насосу работать короткими перерывами и хранить достаточно воды на случай пасмурных дней.

Для семьи, потребляющей 500 галлонов воды в день, бак емкостью 1000 галлонов дает запас примерно на два дня. Резервуар большего размера, как правило, лучше; он стоит немногим больше, чем маленький, и уменьшает необходимость ежедневного запуска насоса. Из бака можно использовать самотек, если есть возвышенность, или установить небольшой напорный насос и напорный бак для стандартных бытовых приборов.

Если вы предпочитаете не хранить сырую воду, вы можете перекачивать ее непосредственно в резервуар под давлением и использовать ее как муниципальную систему. Однако солнечные насосы не предназначены для самостоятельного поддержания постоянного давления в быту. Хранение — более надежный путь.

Контрольный список технического обслуживания и устранения неполадок

Большинство плановых работ по техническому обслуживанию солнечного насоса занимает менее часа в месяц.

• Очистите солнечные панели. Грязь и птичий помет снижают производительность до 20%. Промойте их водой и мягкой тканью.
• Проверьте дисплеи контроллера на наличие кодов ошибок. Большинство контроллеров показывают неисправности из-за низкого напряжения, сухого хода, перегрузки или высокой температуры.
• Осмотрите проводку и соединения. Ищите коррозию на клеммах аккумулятора, ослабленные наконечники или прокусанную грызунами изоляцию.
• Проверяйте производительность насоса ежемесячно. Определите, сколько времени потребуется для заполнения известного контейнера, и сравните его с номинальным расходом.
• Перед зимой слейте воду из поверхностного насоса и трубопроводов, если температура в системе будет ниже нуля. Погружные насосы в скважине обычно безопасны.

Если насос внезапно остановился, сначала проверьте, что солнечные панели чистые и что контроллер не находится в состоянии неисправности. Во-вторых, проверьте напряжение на клеммах насоса. Падение на длинный кабель является распространенной причиной выхода из строя двигателя.

Часто задаваемые вопросы

Насколько глубоко насос солнечной скважины может забирать воду?

Погружные солнечные насосы могут обрабатывать скважины глубиной до 200 футов и более, в зависимости от мощности. Для очень глубоких скважин вам понадобится насос большой производительности с контроллером в диапазоне 3000 Вт или выше.

Нужны ли мне аккумуляторы для автономного скважинного насоса?

Не обязательно. Система «насос-бак» работает без батарей, используя солнце для наполнения резервуара в течение дня. Батареи требуются только в том случае, если вам нужно сцеживать молоко ночью или в пасмурную погоду.

Что происходит в пасмурные дни?

Если солнечные панели имеют правильный размер, насос все равно будет работать на пониженной скорости с использованием контроллера с MPPT или отслеживанием постоянного напряжения. Хранящийся резервуар гарантирует, что у вас не закончится вода во время пасмурной погоды.

Могу ли я использовать солнечный насос с существующим колодцем?

Да, если диаметр насоса соответствует обсадной колонне вашей скважины. 4-дюймовый погружной солнечный насос подходит для большинства стандартных 4-дюймовых или 6-дюймовых жилых колодцев.

Заключение

Автономный скважинный насос должен представлять собой погружной насос на солнечной энергии, соответствующий общему динамическому напору скважины и вашей ежедневной потребности в воде, с большим резервуаром для хранения воды, чтобы защититься от пасмурных дней.

Начните с измеренного испытания скважины, выберите контроллер с автоматическим переключением переменного/постоянного тока, если у вас есть резервный источник питания, и не экономьте на хранении воды. Правильная система будет работать годами при минимальном внимании.

Если вы планируете новую автономную установку, узнайте, как Солнечная система водяного насоса для автономной жизни подходит для вашего сайта, прежде чем покупать какое-либо оборудование.