Меню

Расчет дождевателей для полива



Этап-5. Распределение дождевателей по территории участка и деление их по каналам.

В качестве примера взят участок неправильной формы с габаритными размерами: 38,5м на 22,5м, общей площадью 795 м 2 . Диаметр врезки в водовод централизованного водоснабжения — Ø 32мм. Участок планируется засеять газоном. Вся площадь участка отнесена к одной поливной зоне, т.е. требует одинаковой нормы полива.
Доступный водный бюджет, исходя из диаметра врезки, принимаем равным 3,2 м 3 /час.
Участок средних размеров, и при доступном водном бюджете от 5 м 3 /час и выше, самым разумным было бы использовать роторные дождеватели. Но, исходя из доступного расхода 3,2 м 3 /час, мы будем использовать ротаторные головки MP ROTATOR 3000-ой серии, с радиусом полива до 9 м (по паспорту) и стандартные корпуса дождевателей с высотой подъема штока — 10 см.
Определившись с типом дождевателей, мы подходим к следующему вопросу: на каком расстоянии друг от друга расставлять дождеватели?
Во время работы дождевателя количество воды, попадаемое на землю, уменьшается по мере удаления от центра дождевателя, поэтому дождеватели необходимо распределить по участку так, что бы каждая точка участка получала одинаковое количество воды. Это достигается путем взаимного перекрытия секторов полива смежных (соседних) дождевателей. Перекрытие должно составлять от 80% до 100%. Полное или 100%-ое перекрытие означает, что струи максимальной длины достигают смежных дождевателей. Иными словами радиус полива равен расстоянию между дождевателями. В зарубежной литературе полное перекрытие считается единственно правильным вариантом при проектировании СИСТЕМЫ АВТОПОЛИВА. Исходя из вышесказанного, а так же учитывая, что максимальный радиус головок МР 3000 далеко не 9 метров – выбираем расстояние между дождевателями равным 7 метрам.


Расставлять дождеватели начинаем с углов участка. Циркулем, в масштабе, чертим секторы полива. Точки пересечения дуги с границей участка будут являться местом расположения следующих дождевателей. Когда все углы заполнены, замыкаем периметр. Затем внутреннюю часть.
Всегда придерживайтесь правила, что лучше поставить лишний дождеватель, чем не поставить вообще. Его всегда можно будет или полностью заглушить, или уменьшить радиус полива регулировкой, или поставить головку меньшего радиуса полива.
Следующий этап – деление дождевателей на каналы. Т.е. выделение дождевателей в группы, которые мы сможем включить одновременно, исходя из доступного расхода нашего источника водоснабжения – в данном случае 3,2 м 3 /час. Для этого нам необходимо знать какой расход у каждого из дождевателей.
Все производители поливочного оборудования предоставляют таблицы расходов головок дождевателей в зависимости от типоразмера головки, рабочего давления и сектора полива. Применяя таблицы расходов MP ROTATOR 3000, мы сначала рассчитаем общее удельное (в единицу времени) водопотребление по всей площади участка. После недолгих подсчетов определяем, что на нашем участке мы установим 8 полноразворотных головок — 360°, 14 головок с сектором полива 180° или близким к нему, и 1 головка с сектором 90°
Из таблиц (ссылка) находим, что расход MP 3000 360° – 0,8 м 3 /час; MP 3000 180° – 0,4 м 3 /час; MP 3000 90° – 0,2 м 3 /час
Общее удельное водопотребление составит:

8 х 0,8 + 14 х 0,4 + 1 х 0,2 = 12,2 м 3 /час

Разделив общий удельный расход 12,2 м 3 /час на доступный 3,2 м 3 /час, мы получим, минимальное количество каналов, на которые нам необходимо разбить наш участок:

12,2 / 3,2 = 3,81

Округлив в большую сторону до целого числа, получаем, что нам понадобится 4 канала, что бы полить участок, не выйдя за лимит.
Необходимо отметить, что 4 – это минимальное количество каналов, никто не запрещает нам поделить участок на 5, 6 или более каналов.

У большего количества каналов есть очевидные преимущества:

  • Меньший доступный водный бюджет
  • Использование труб меньшего диаметра
  • Возможность более точной регулировки нормы полива в разных местах участка за счет изменения времени полива.

Но есть и недостатки:

  • Удорожание из-за большего количества электромагнитных клапанов и соединительных фитингов.
  • Увеличенное время полива
  • Применение более дорогих контроллеров с большим количеством программируемых зон.

В итоге, необходимо учесть достаточно много факторов и просчитать несколько вариантов, прежде чем решить, на сколько каналов разбивать полив.
В нашем случае выбираем количество каналов равным четырем.
Выделяем различными цветами трубопроводы, соединяющие дождеватели разных каналов.

Вот еще несколько правил:

  • Никогда не объединяйте в один канал дождеватели со статическими и ротаторными головками.
  • Тщательно рассчитывайте норму вылива при объединении роторных дождевателей и дождевателей с ротаторными головками
  • При применении роторных дождевателей имейте в виду, что струя воды при секторе полива 90° будет проходить через определенную точку в четыре раза чаще, чем при секторе в 360°
  • При возможности, объединяйте в канал головки одного типоразмера и сектора полива.
  • Общий удельный расход канала не должен превышать доступный расход,
  • Располагайте клапаны (краны) включения с краю участка, чтобы не намокнуть при ручном включении и отключении каналов.

Переходим к заключительному этапу проектирования — «Гидравлический расчет и подбор диаметров труб».

Источник

Проектирование cистемы автополива

Проектирование cистемы автополива.

В этой статье мы расскажем об основах проективарония систем автоматического полива.

СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА УЧАСТКА

Работа над проектом системы полива начинается с замера и составления масштабного плана участка. План может быть вычерчен на листе миллиметровой бумаги, либо составлен с помощью графических программ на компьютере.

Читайте также:  Температура всхожести семян редиса

На плане должны быть максимально точно отображены:

  1. Существующие и планируемые: забор, строения, дорожки, участки покрытые мощением, подпорные стенки, водоемы, малые архитектурные формы.
  2. Существующие и планируемые: деревья, кустарники, цветники, альпийские горки, рокарии, огород (если имеется).
  3. Полезно обозначить на плане ориентацию участка по сторонам света.
  4. Предполагаемое место подключения системы полива к источнику водоснабжения (центральному трубопроводу или накопительной емкости).
  5. Предполагаемое место установки блока автоматического управления (контроллера).

Чем точнее будет сделан такой план, тем более правильным получиться проект системы полива и не потребуются дальнейшие корректировки проекта что называется «по месту» при монтаже системы. Точный и правильный проект позволяет сократить время монтажа системы полива.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Далее следует выяснить, что является источником водоснабжения и какими мощностями (давление и расход) этот источник располагает. Рассмотрим подробнее несколько основных вариантов.

Вариант № 1 – водоснабжение дома и участка идет с помощью центрального водопровода, от которого к дому сделан отвод.

В этом случае давление в трубе водоснабжения определяется с помощью присоединенного манометра. Важно произвести замеры давления в ситуации, когда в доме открыты 2 или 3 крана и через них идет потребление воды. То есть необходимо измерить ДИНАМИЧЕСКОЕ давление воды.

Расход воды через подходящую к дому трубу можно косвенно определить по ее наружному диаметру.

Примерный расход воды можно определить также с помощью несложного замера. Для этого нужно замерить время наполнения ведра или другой емкости с известным объемом через кран, который расположен ближе всего к месту входа в дом водопроводной трубы.

Расход (л/мин) = 60 *Объем емкости (литры) / Время (сек).

Вариант № 2 – водоснабжение дома и участка идет от скважины.

В этом случае вся необходимая информация может быть указана в паспорте на данную скважину. Если такой документ отсутствует, то давление и расход воды из скважины можно примерно определить по технологии описанной выше.

Определим мощность источника водоснабжения нашего дома. Дом обеспечивается водой с помощью центрального водопровода. Труба, которая подходит к дому имеет наружний диаметр 25 мм и поэтому мы ориентировочно можем получить с неё расход

Q реал = до 1,8 м3/час воды.

АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ. ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ О ДОСТАТОЧНОСТИ ИЛИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК ВОДОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ НУЖД СИСТЕМЫ ПОЛИВА.

После сбора всей информации по участку, полученные данные следует проанализировать по следующему алгоритму:

Вычислить по плану общую площадь газонов, которые планируется поливать на данном участке S газонов (м2).

Приняв средний суточный норматив полива газона равным 5 литров/м2, вычислим суточный объем воды нужный для полива нашего участка.

V суточный (м3) = 0.005 (м3/м2) * S газонов (м2)

Назначим желаемую продолжительность полива нашего участка T полива (час).

Из условия полива участка только в вечерне-утреннее и ночное время эта продолжительность не должна превышать 10 часов в сутки. Оптимальной можно назвать продолжительность полива соответствующую 6 часам (например участок поливается 3 часа утром и 3 часа вечером). Вычислим требуемую скорость подачи воды на полив Q треб(м3/час).

Расход Q треб (м3/час) = V суточный (м3) / T полива (час)

Сравним вычисленное значение требуемого расхода Q треб и реального расхода Q реал, который обеспечивает наш источник водоснабжения.

Требуемый расход воды должен гарантировано быть меньше реального.

Если этого добиться не удается даже при увеличении продолжительности полива до 10-12 часов в сутки, либо водоснабжение участка является крайне нейстойчивым, то это означает, что мы столкнулись с проблемой нехватки воды. В большинстве случаев эта проблема может быть решена за счет использования накопительной емкости.

Если же требуемый расход значительно меньше реального, то мы можем смело продолжить работу над системой полива и в накопительной емкости нет необходимости.

Если в результате анализа принято решение использовать накопительную емкость, то за счет подбора насоса, подающего воду на полив из емкости, мы можем обеспечить любые значения реального расхода Q реал и любые желаемые значения продолжительности полива T полива. Единственное что в этом случае требует проверки – это будет ли успевать наполняться емкость за промежуток времени между поливами.

Также следует знать, что в некоторых случаях установка накопительной емкости позволяет даже снизить стоимость оборудования для системы полива за счет повышения мощности водоснабжения на полив и уменьшения количества электромагнитных клапанов и фитингов.

Анализ второго параметра водоснабжения – ДАВЛЕНИЯ на начальной стадии не имеет значение, так как нехватка давления легко решается установкой дополнительного насоса, а избыточное давление может быть уменьшено с помощью редуктора.

Итогом первоначального этапа является точный масштабный план участка и принятое в результате анализа данных значение расхода воды Q (м3/час), которое будет забираться на нужды полива.

Проанализируем данные по мощности водоснабжения нашего участка.

Ранее мы определили, что примерный расход воды через подходящюю к дому трубу

Q реал = 1.8 м3/час

Проверим за какое время мы сможем полить газоны участка.

Общая площадь газонов составляет : S газонов = 294 м2 (по результатам замеров)
Суточный объем воды необходимый на полив : Vсут = 0,005 м3/м2 * 294 м2 = 1.47 м3
Назначив общую продолжительность полива 1 час, получаем что требуемый расход Q треб = 1,47 м3/час.
Значение Q треб q дождевателя.

Читайте также:  Объем горшков для рассады томатов
  • По направлению движения происходит суммирование расходов встречающихся дождевателей.
  • После добавления расхода очередного дождевателя к сумме предыдущих происходит сравнение накопленной суммы Σ с величиной Q опт для трубы данного диаметра.
  • Если накопленная сумма Σ > Q опт трубы данного диаметра, то, начиная с этого места, происходит увеличение диаметра трубы, так чтобы выполнялось условие накопленная сумма Σ Q макс зоны,
  • где Q макс зоны – наибольший суммарный расход дождевателей зоны.
  • Если разрабатываемая система автоматического полива предполагает одновременную работу нескольких зон при поливе, то диаметр трубы определяется из условия Q опт трубы > Q зоны 1 + Q зоны 2 + …+ Q зоны n (n – число зон, работающих одновременно).
  • Если магистральный трубопровод выполнен по кольцевой схеме, то диаметр трубы в этом случае может быть меньше и определяется из следующего условия Q опт трубы / 2 > Q макс зоны.
  • Рассчитаем диаметры трубопроводов для каждой зоны нашего участка.

    Синим цветом на этих рисунках условно обозначена труба ПНД 20 мм.

    Оранжевым цветом условно обозначена труба ПНД 25 мм.

    Пороговым значением расхода для использования трубы 20 мм является Q опт = 1.09 м3/час. Если при суммировании расходов дождевателей происходит превышение этого значения, то мы переходим на трубу 25 мм.

    Стрелками показано направление суммирования.

    В итоге для нашего участка получаем окончательный проект трубопроводов

    Определение необходимой длины электропроводов осуществляется с использованием вычерченного плана участка, на котором отображена схема разводки трубопроводов. На данном плане необходимо с помощью линий соединить место размещения контроллера с э/м кранами с учетом схемы траншей под трубопроводы на участке.

    Сечение электропровода подбирается в зависимости от длины провода.

    При длине провода до 100 м – сечение провода не менее 0.75 – 1 мм2.

    При длине провода свыше 100 м – сечение провода не менее 1.5 мм2.

    Проект системы автоматического полива для нашего участка можно считать завершенным. Теперь, используя данные проекта можно приступить к составлению списка требуемого оборудования, труб, фитингов, электропроводов.

    Источник

    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.)

    МР1000 МР2000 МР3000 радиус, м. расход, л. 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.

    Читайте также:  Десерты с семенами чиа рецепты на кокосовом молоке

    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),

    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.:

    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)
    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:

    • потери при повороте;
    • потери при ответвлении;
    • потери в запорной арматуре.

    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.

    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 = 4,98+ 0,54 = 5,52 м

    Рассчитаем необходимое давление, которое должен выдавать насос на выходе:

    Нн = Нг + Нп + Нд, (м),

    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.

    Источник