Надёжный, дешёвый полив огорода. Как?

Сделал развилку и переход трубопровода полива через дорожку:



Теперь поливать зону, расположенную с другой стороны дорожки (в основном деревья и кустарники) стало намного проще.

Далее хочу сделать переносной блок микро спринклеров для полива деревьев и кустарников. Обычные спринклеры, распыляющие воду на несколько метров, не годятся - струи упираются в листву и создают лужи, а площадь за ними остаётся сухой.

 

Продолжал разбираться в особенностях работы поверхностного центробежного насоса. У меня насос PATRIOT R800 производительность - 3200 куб/час, давление - 40 м.
В первую очередь меня интересовало, что будет, если при работе насоса перекрыть магистраль. Оказывается, ничего, потому что в центробежных насосах выход и вход насоса не разделены геометрически и вода может возвращаться, если ей некуда вытекать и снова подаваться на лопасти. Правда, отсутствие потока приведёт к тому, что вследствие трения воза разогреется и может повредить насос, потому что он охлаждается протекающей водой.
Вопрос возник вследствие идеи под кронового полива деревьев. Обычный спринклер подаёт воду на несколько метров, но крона деревьев мешает распылению и поэтому со стороны полива перед деревом образуется лужа, а далее всё пространство вокруг дерева остаётся сухим.
Для полива деревьев есть микро спринклеры, распыляющие воду на очень небольшое расстояние - от 0,7 м. Такие спринклеры идеальны, они поливают только там, где надо, однако производительность спринклеров очень мала по сравнению с производительностью насоса. Например, типичная производительность микро спринклера - 50 л/час - это раз в 60 меньше производительности насоса. Возник вопрос - если включить всего один микро спринклер, не будет ли от этого насос сильно перегружаться, и сколько минимум нужно включить микро спринклеров одновременно, чтобы не вывести насос из строя?
Насколько я понял, главное - не допустить перегрева воды в насосе, а для этого нужно чтобы через насос проходило достаточное количество воды в единицу времени. Полагаю, штук 10 спринклеров будет достаточно, что вместе даст производительность порядка 500 л/час, чего вполне достаточно для того, чтобы дать нужное количество воды взрослому дереву при поливе в течение часа.

 

Возникла проблема с креплением насоса на бетонной поверхности.
Ранее для размещения насоса мною был забетонирован приямок. В приямке я просверлил 2 отверстия и вставил в них распорные анкеры:
Но толщина бетона оказалась для одного анкера мала и бур просверлил слой бетона насквозь, так что гильза, которую распирает при закручивании гайки конус на конце шпильки, оказалась не в бетоне, а ниже его - в земле и не могла упираться в бетон. В результате насос оказался закреплён только на один анкер в одной точке.
Пришлось отказаться от крепления и насос просто стоял на поверхности, что недопустимо, поскольку он испытывает гидро удары при включении и отключении.

Удалил с трудом оба анкера, успевшие за несколько лет то ли проржаветь, то ли забиться, провозившись чуть не час.
Проблема была ещё в том, что насос находится под крышей навеса, примыкающего к домику и была течь при дожде и таянии снега. Прошлой осенью потолок и крышу домика переделал капитально, теперь с осадками абгемахт, правда есть ещё конденсат - в жаркую погоду при работе насоса его корпус и подводящие трубы изрядно потеют, так что дно приямка всё равно бывает влажным. Однако всё равно на крепёжную шпильку положу резиновое кольцо для демпфирования вибраций, так что влага от конденсата больше на анкер не повлияет, если придётся вдруг его демонтировать.

Теперь вместо распорного анкера хочу попробовать использовать или забивной, или химический (залить смолой). Что получится - сфоткаю и опишу.
Вчера весь день шёл дождь, а сегодня он решил продолжить своё мокрое дело, так что временно монтаж откладывается.

 

Пока идут дожди, решил подумать о под кроновом поливе, как об отдельной системе, работающей от своего маленького насоса.
Порывшись в интернете, нашёл подходящий, на первый взгляд, где бы вы думали? - Ну конечно же на Алиэкспресс, где же ещё? Ведь Али - это наше всё.



Это мембранный насос высокого давления, аж до 0,9 МПа = 9 Бар = 92 м вод. столба. Для сравнения, мой насос PATRIOT R800 создаёт максимальное давление 40 м вод. столба.
Причём в насос уже встроена система отключения при превышении давления. Правда это вовсе не означает, что так и будет на практике, судя по данным испытаний:



Однако, я думаю, можно ожидать, что при давлении 1,5-3 Бар, требуемых микро спринклерам Микроджет, которые я тоже заказал, насос будет работать нормально. Для снижения давления соединю несколько спринклеров параллельно.
Во всяком случае, хотя покупки в Китае в известном смысле всегда лотерея, я там немало чего заказывал и практически всё пока работает нормально, так что не так страшен чёрт...
Ну, если насос почему-то не справится, буду искать ему более лёгкие применения, например, для мойки.

А так, максимальная мощность насоса - 6 л/мин (при минимальном давлении) хорошо соответствует производительности одного микро спринклера - примерно 0,8 л/мин. Если поставлю 3 спринклера и насос будет лить 2,4 л/мин = 2,4*60 = 144 л/час, то и на здоровье, пусть тарахтит час-другой, чтобы влага впитывалась в почву вокруг дерева неспеша.

 

Переделал всасывающую часть трубопровода. На фото как было раньше и как стало сейчас:



Основная причина - заменил резиновый шланг на спиралевидный, потому что резиновый сплющивается на повороте - выходе из обсадной трубы:



Спиралевидный хорошо гнётся, но не сплющивается.
Заодно решил увеличить внутренний диаметр трубы, чтобы снизить гидравлическое сопротивление. На этом фото видно отличие нового и старого штуцеров, которые вкручиваются во входной патрубок насоса.



Исключилась необходимость в фитингах, соединяющих обратный клапан и патрубок насоса со шлангом, что создавало добавочное сопротивление.

Ещё гидравлическое сопротивление зависит от диаметра труб - чем больше диаметр, тем меньше сопротивление. Решил сравнить скорость до и после замены во всасывающем шланге. Для этого воспользовался онлайн-калькулятором расчёта скорости воды в трубах.
Для старого шланга скорость вышла 1 м/сек, для нового - 0,4 м/сек - скорость снизилась в 2,5 раза, соответственно снизилось и гидравлическое сопротивление.

А для чего нужно снижать гидравлическое сопротивление?
Ранее у меня уже стояло в составе системы полива реле давления, которое включает насос при падении давления на выходе, что означает, что был открыт кран полива.
Второе - он отключает насос в том случае, когда давление повысится до аварийного уровня, например, закрывается кран. Устройства полива (капельницы, дождеватели) - это, по сути, устройства, создающие гидравлическое сопротивление путём резкого сужения сечения трубы. Чем меньше отверстие на выходе, тем больше увеличивается скорость движения воды, что и создаёт струю, бьющую на дальнее расстояние.
Однако расплатой за это является резкое повышение давления и, если оно превысит аварийный порог, РД отключает двигатель насоса, что как раз у меня и происходило на практике.
У меня есть 2 импульсных дождевателя, и вот с некоторого момента времени один из них перестал работать нормально: при включении он начинал раскручиваться и отключался, затем включался снова и так без конца. Когда я начал сравнивать, чем они отличаются, обнаружил, что у них разное выпускное отверстие. Тот, у которого диаметр выпускного отверстия больше, продолжал работать нормально, а тот, у которого отверстие было меньше, стал включаться-выключаться без конца.
Причина состояла в том, что из-за маленького отверстия давление внутри труб поднималось выше уровня срабатывания РД. Раньше этот дождеватель тоже работал нормально, но потом возможно понизился уровень воды в скважине и насос стал работать на другом участке своей рабочей характеристики.
Так что для того, чтобы оборудование работало при меньшем давлении, надо стараться сокращать потери давления на разных участках системы, поэтому я и решил увеличить диаметр всасывающего шланга и убрать лишние фитинги, создающие добавочное сопротивление.
Будет ли этого достаточно - может да, а может и нет. Если нет, придётся также вносить изменения и в напорную магистраль или же не использовать устройства полива, создающие высокое гидравлическое сопротивление.

 

Да, ещё забыл об обратном гидравлическом ударе при остановке насоса.
Перед остановкой насоса вода находится в движении. Как только насос остановился, возникает гидравлический удар от движущейся воды по остановившимся лопастям. Поскольку вода не сжимаемая, удар упругий, вода ведёт себя как мяч, отскакивающий от пола - она начинает двигаться в обратную сторону, проходит через ещё не успевший закрыться ОК и бьёт по сетке фильтра. Поскольку удары такие происходят часто - при каждом отключении полива, от этих ударов сетка постепенно буквально выбивается из пластмассовой опрессовки и может упасть на дно скважины. Мне повезло - сетка болталась, но ещё держалась, пришлось заменять фильтр.
Увеличение диаметр всасывающего шланга позволяет значительно уменьшить удар, в моём случае - в 2,5 раза. А кроме того, спиралевидный шланг хоть и жёсткий в поперечном направлении, но при этом гибкий и хорошо демпфирует (поглощает) силу удара.

 

Пока всё герметично получилось - вода не уходит. Когда сегодня отвернул пробку заливки, вода наоборот, ещё выбежала часть.
Решил проверить производительность насоса при наполнении ёмкости.
Максимальная производительность при нулевом сопротивлении у меня - 3,2 куб/час. На практике конечно намного меньше будет, поскольку вода поднимается вверх из скважины, плюс потери в трубах и фитингах. Трубопровод довольно извилист, трубы - ПП диаметром 25, повороты, затем ПНД 25 в грунте, ещё поворот и затем вверх в ёмкость.

Ёмкость уже была почти наполовину заполнена, но, зная размеры (1,62 м * 0,85 м * 0,45 м) и сколько осталось до верха - 25 см и время, за которое емкость наполнится доверху, легко определить производительность насоса.
На взгляд кажется, что вода подаётся шустрее, чем до переделки:



Итак, ёмкость заполнилась до краёв за 12 мин. Считаем объём: 1,62*0,85*0,25 = 0,33 куб. Производительность насоса - 0,33*5 = 1,65 куб/час.
Ну нормально, я думал будет меньше.
Теперь было бы интересно определить производительность при поливе самого удалённого участка через импульсный разбрызгиватель. Конечно, там производительность будет сильно меньше.

 

В плане дальнейшего усовершенствования хотел бы заменить быстроразъёмные соединители на полно-проходные GEKA.
Быстроразъёмные соединители - это конечно очень удобно, шланг с разбрызгивателем соединяется с магистралью полива одним щелчком.
Но у них огромный недостаток - резкое сужение в месте соединения, большая неоправданная потеря давления:


Соединители GEKA же, в отличие от обычных адаптеров-соединителей не сужают проход, поэтому потери давления в них происходить не будет, что снизит нагрузку на насос, повысит его ресурс и производительность поливалки.

 

Измерил производительность импульсного разбрызгивателя. Для этого поставил его на бочку,



а сверху - ведро:



Двухсотлитровая бочка налилась за 20 мин. Производительность получается 600 л/час.
Как и ожидал, это намного меньше, чем производительность наполнения бака из трубы - 1,65 куб/час. Меньше в 1,65/0,6 = 2,75 раз.
Правда, ответвление магистрали на бак ещё и короче, чем на полив. Всего у меня 8 ответвлений.
Кроме того, возможно из-за более высокого давления, где-то происходит разгерметизация - слышал специфический шелестящий звук при наполнении бочки. Думаю, как это проверить.

 

Далее проверил, за сколько наливается бочка просто из шланга при снятом распылителе:



Оказалось, всего за 8 мин - меньше в 2,5 раза. Т. е., любой распылитель, создавая большое гидросопротивление струе воды, резко увеличивает её скорость и дальность полива, но за это резко уменьшает количество воды, вылитой в единицу времени.

Затем проводил сравнительные испытания 6-ти разных распылителей.
Оказалось, что производительность распылителей сильно зависит от диаметра выходного отверстия: чем меньше диаметр, тем длиннее струя и тем большая площадь орошается, но тем меньше количество выливаемой воды и тем больше требуется времени, чтобы полить участок.
Ещё величина площади орошения сильно зависит от размера капель - чем меньше капли, тем меньше и площадь полива.

Сделал выводы, что распылители с мелкокапельным орошением более всего нужны тогда, когда растения ещё маленькие и крупные капли просто прибивают их к земле.
Но потом, когда растения подрастают, мелкокапельные распылители просто орошают малую площадь и выливают за день мало воды, а сам распылитель приходится много раз переставлять.
Наилучшие из всех по количеству выливаемой воды в единицу времени - импульсные оросители (трещётки), а не осциллирующие (маятниковые), как можно было бы подумать. Хотел купить осциллирующий дождеватель - удобно, поливает большую площадь прямоугольной формы, но, сравнив с импульсным, передумал. Импульсный поливает даже большую по величине площадь и имеет более высокую производительность.

Резюме может быть такое: У меня стоит задача справиться с поливом в жару, т. е. вылить на огород за день максимальное количество воды, поэтому гнаться за максимальной площадью орошения дождевателем не стоит - суммарное количество вылитой на огород воды будет меньше. Самые эффективные оросители, в этом плане - импульсный дождеватель и обыкновенная розетка со статическим круговым распылом:



Пришли микро дождеватели для под кронового полива:



Насос для них придёт в сентябре.

 

Время интенсивных поливов обычно приходится на май-июнь, когда прорастают и интенсивно растут растения, а дождей в это время мало или их вообще нет, как было в этом году - полтора месяца без единого дождя.
Сейчас временами проходят дожди, а изнуряющей всё иссушающей жары нет, поэтому интерес к поливным устройствам падает, тем паче, других важных дел тоже хватает. Встраивал ещё одно окно в дом, затем буду делать туалет, ну и т. д., а усовершенствовать полив буду между делом.

Хотел сделать расчёт гидро сопротивления линий полива, но проще сравнить производительность и давление спринклера, подключенного сразу на выходе насоса и на конце линий полива. Результаты замеров приведу, но это позже, сейчас потребности в поливе нет - прошли дожди.

 

Выберите два любых...

Интересно вас читать.)
Вот в этом примере - какая вообще разница где находится скважина? Ставите выключатель где вам удобно, или несколько. И все. Или ставите систему дистанционного управления, самую простую - брелок носите в кармане.)

 

Согласен, это нормальные решения, но мне они не казались самыми простыми. Я сделал подключение/отключение от РД: открываешь любой кран - давление падает и РД подключает насос, закрываешь - отключает.

До магистрали, проходящей вдоль участка, примерно 4 м трубы, поворачивающей 4 раза, если бы скважину делал прямо на магистрали, этих потерь давления бы не было - люблю всё делать оптимально.

 

Это не самое лучшее решение. Во-первых, большинство РД не сильно надежны, случается, залипают. Во вторых, не дай Бог где утечка - РД начинает тактовать.

На 4 метрах потери несущественны.

 

Любое решение имеет минусы.
В принципе, всё так и есть, и залипания могут быть и тактование, но я не считаю причиной зла - РД.
С прежним РД залипаний не было, контакты в РД мощные. Поскольку двигатель - нагрузка индуктивная, нужно просто добавить защиту контактов реле от дуги при выключении.
А на случай утечки - тоже как взглянуть: не РД же является причиной утечки, но оно позволяет раньше её обнаружить и устранить.
Я знаю 2 причины тактования РД (почему знаю - обе у меня проявлялись):
1-я - Постепенная потеря давления после выключения. Проявляется в том, что РД периодически включается на долю секунды, чтобы восполнить потерю давления, но это не опасно.
2-я - Очень неприятная штука: спринклер начинает работать - давление повышается выше верхнего порога - РД отключает насос - давление падает - насос включается... и всё повторяется.
Отчего бывает? - Может фильтр скважины засорился, уровень воды упал, может поставлен спринклер, который насосу не по силам.
В любом случае, РД просто помогает обнаружить, что что-то не так и требует устранения.

При объёме перекачки 1 куб/час у меня потери на этом участке составляют примерно 0,4 м. в. ст. Согласен, это немного.