Расчёт КНС: приёмный резервуар, подача и число насосов

Расчёт КНС начинают с притока: сколько стоков или воды приходит в станцию в самый напряжённый час. От притока зависят подача насосов, объём приёмного резервуара и число насосов. Затем считают напор по трассе и настраивают уровни. Ниже порядок расчёта с примером. Он подходит и для ливневой или дренажной насосной станции, но окончательный проект делает проектировщик по действующим сводам правил. Как управлять рабочим и резервным насосами, разобрано в статье о шкафе управления двумя насосами.

Расчёт КНС: какие данные нужны

• Приток — средний и максимальный часовой, м³/ч.
• Состав среды — хозяйственные стоки, ливневая или дренажная вода, песок. Если песка много, перед станцией ставят пескоуловитель.
• Трасса — отметки дна резервуара и точки сброса, длина и диаметр напорного трубопровода.
• Надёжность — можно ли допустить перерыв в работе станции.

Для хозяйственно-бытовых стоков нужны фекальные насосы с большим проходом или измельчителем. Дренажные насосы, в том числе Grindex, ставят на ливневые и дренажные станции. Разница объяснена в статье «Дренажный или фекальный насос».

Расчёт КНС: подача и напор

Подачу рабочего насоса берут не меньше максимального часового притока. Если приток пиковый, иногда рассчитывают на совместную работу двух насосов. Напор складывают из высоты подъёма от нижнего уровня в резервуаре до точки сброса и потерь в напорном трубопроводе. Скорость в напорной линии держат такой, чтобы осадок не оседал, обычно не ниже 0,7–1 м/с. Как посчитать потери, объясняет статья о потерях напора в трубопроводе.

Расчёт КНС: объём приёмного резервуара

Резервуар должен быть таким, чтобы насос не включался слишком часто. Регулирующий объём между уровнями включения и отключения считают по формуле:

V = Q · T / 4, где Q — подача насоса, T = 3600 / Z — время цикла, Z — допустимое число пусков в час.

Пример. Насос подаёт 36 м³/ч, по паспорту допускается 10 пусков в час. Тогда T = 360 с, а V = 0,01 м³/с · 360 / 4 = 0,9 м³. К этому объёму добавляют мёртвый объём ниже уровня отключения и запас до аварийного уровня. Кроме того, своды правил задают минимальный объём резервуара для разных станций — его проверяют отдельно. Откуда берётся число пусков, объясняет статья о режиме работы насоса.

Сколько насосов нужно в КНС

Минимальная схема — один рабочий и один резервный насос одинаковой подачи. При большом или сильно меняющемся притоке ставят два-три рабочих насоса и резерв. Число резервных насосов зависит от категории надёжности станции и задаётся сводом правил. Резерв нужен и при плановом обслуживании: пока один насос поднят, второй продолжает работу. Схемы совместной работы описаны в статье о параллельной работе насосов.

Чередование насосов в КНС

Контроллер по очереди назначает рабочим то один, то другой насос. Так наработка распределяется поровну, а резервный насос не простаивает годами и не закисает. Если приток растёт и уровень доходит до второй отметки, включается второй насос. При отказе рабочего насоса автоматика сразу запускает резервный и подаёт аварийный сигнал.

Шкаф управления КНС и датчики уровня

• автоматы и пускатели или устройства плавного пуска для каждого насоса;
• тепловая защита и вход для термоконтактов двигателей;
• контроллер уровня с чередованием и включением второго насоса;
• аварийная сигнализация и, при необходимости, GSM-модуль.

Уровни задают поплавками или датчиком. Обычно ставят четыре поплавка: отключение, включение первого насоса, включение второго и авария. Гидростатический датчик на дне заменяет весь набор и показывает уровень непрерывно. Сравнение датчиков — в статье о датчике уровня воды, а удалённый контроль — в статье о дистанционном управлении насосом.

Частые вопросы

Можно ли поставить дренажный насос в канализационную КНС? Для хозяйственно-бытовых стоков — нет: волокна наматываются на колесо. Для ливневых и дренажных станций — да.

Что будет, если резервуар слишком мал? Насос будет включаться чаще допустимого и перегреваться. Лечится увеличением объёма, раздвижкой уровней или частотным преобразователем.

Нужен ли расчёт КНС для частного дома? Для готовой пластиковой станции его делает производитель станции. Самостоятельно проверяют напор до точки сброса и питание.

Как выбрать насос для ливневой станции? По пиковому притоку дождевой воды и напору — см. статью о насосе для ливневой канализации.

Вывод: расчёт КНС идёт от пикового притока к подаче и напору насосов, затем к объёму приёмного резервуара по числу пусков и к схеме с резервом и чередованием. Уровни задают поплавками или гидростатическим датчиком, а шкаф управления собирает защиты и сигнализацию. Что такое КНС и из чего она состоит, объясняет статья «КНС: канализационная насосная станция». Производитель оборудования — шведская компания Grindex.