Вопросы эксперту Лунный календарь
16-04-2014
  • Рейтинг: 41
  • Просмотров: 1165

Калькуляция системы орошения

Калькуляция системы орошения
Оглавление: [скрыть]
  • Базовые понятия
  • Примерный состав подобных систем
  • Методы расчета систем и отдельных их узлов
    • Последовательность построения автоматического полива
    • Непосредственные расчеты
    • Пример расчета
    • Деление орошаемого участка на блоки
    • Пример деления
    • Расчет магистрального трубопровода
    • Выбор фильтрационной станции

Многие владельцы загородных домов все чаще отказываются от огорода в привычном смысле этого слова. Связано это с большими трудностями его содержания. В частности, это касается полива растущих ягод, овощей и фруктов. Оптимальным решением этой проблемы может стать автоматическая система орошения всего участка, то есть система капельного орошения, работающая в автоматическом режиме. Для грамотной установки такой системы требуется произвести ее расчет, который может включать в себя сразу несколько отдельных расчетов.

Схема соединения узлов системы капельного полива

Схема соединения узлов системы капельного полива.

Базовые понятия

Чтобы расчет системы полива был эффективным и правильным, следует знать некоторые понятия, то есть термины, которые применяются в этой сфере деятельности. Итак, источником водоснабжения принято называть любой резервуар с некоторым количеством воды, из которого происходит ее забор для полива участка. Источником может стать и близлежащее озеро, и обычный колодец, и система центрального водоснабжения.

Насосная станция представляет собой систему из нескольких насосов или одного насоса и некоторых датчиков, в том числе пультов управления, при помощи которых производится забор воды. В простейшем понятии насосной станцией можно назвать даже обычный насос, опущенный в колодец.

Схема устройства капельного полива

Схема устройства капельного полива своими руками с помощью пластиковых бутылок, мензурок и тар.

Фильтрационная станция необходима для очищения воды и доведения ее качества до установленных норм, если таковые имеются. Фильтрационные станции могут иметь либо один из нескольких типов фильтров, либо их комбинацию, что зависит от площади орошения и от первоначального качества воды. Фильтры могут быть:

  • сетчатыми;
  • дисковыми;
  • гравийными;
  • гидроциклонными и иными.

На узле внесения удобрений в воду добавляются специальные удобрения. Такой узел может состоять из дозатора и инжектора и, кроме того, емкости для приготовления удобрительного состава.

Контроллер служит для автоматического регулирования всей системы капельного орошения.

В схему управления включены и такие устройства, как регуляторы давления, которые служат для его поддержания на заданном уровне.

Эмиттерами называют те приспособления, которые распыляют воду и удобрения на весь участок, то есть являются конечными приспособлениями автоматического полива.

Система капельного полива в теплице

Система капельного полива в теплице

Трубки и ленты являются проводниками воды, они укладываются параллельно друг другу и все соединены с общей магистралью системы автоматического полива.

По своему типу такие каналы могут иметь следующую классификацию:

  • лента или шланг (относительно вида трубки);
  • с мягкой или жесткой капельницей (по типу капельницы);
  • жесткие и мягкие (по типу самих трубок).
Вернуться к оглавлению

Примерный состав подобных систем

Системы капельного орошения могут иметь в своем составе следующие основные узлы:

  • источник водоснабжения;
  • узел внесения удобрений (может и не быть);
  • фильтрационный узел (может не быть);
  • трубопроводы (магистральный и разводящие);
  • регуляторы давления (иногда их нет);
  • запорная и соединительная фурнитура;
  • узел контроля и управления, а кроме того, узел индикации (может и не быть).

Стоит отметить, что если система капельного орошения не имеет автоматики, то есть узла контроля и управления, то она не является системой автоматического полива. Ее можно назвать ручной, так как включение воды будет производиться вручную.

В этом есть свои преимущества, например, существенно снижается расход воды.

Вернуться к оглавлению

Методы расчета систем и отдельных их узлов

Из всего вышесказанного становится понятным, что расчет будет состоять сразу из нескольких пунктов, например, расчета расхода воды и расчета давления в системе. Потребуется расчет количества материалов и так далее.

Вернуться к оглавлению

Последовательность построения автоматического полива

Схема сборки системы капельного орошения

Схема сборки системы капельного орошения.

Прежде чем спроектировать такой механизм автоматического полива, как уже было сказано, следует выполнить несколько действий, в том числе и расчет некоторых параметров:

  • сперва следует рассчитать примерный расход воды;
  • дальше надо установить количество трубок на конкретный участок;
  • дальше производится условное разделение всего участка на отдельные блоки в зависимости от мощности насоса, длины рядов и так далее. Надо сказать, что иногда этого не делают, если участок достаточно мал;
  • выбор фильтрационной станции;
  • выбор магистрального трубопровода и разводящих трубопроводов.
Вернуться к оглавлению

Непосредственные расчеты

Сперва стоит определить необходимое ежедневное количество воды. Это делается с той целью, чтобы установить, сможет ли источник воды обеспечить всю систему автоматического полива нужным ей объемом воды. Для такого расчета следует произвести расчет пропускной способности фильтра. Это легко сделать при помощи формулы:

ПС=(40*П)/Вр, где:

  • ПС — пропускная способность фильтрационной станции (неизвестная величина), которая выражается в кубометрах на гектар;
  • 40 — константа, показывающая необходимое количество воды на единицу площади, выраженная в кубометрах на гектар;
  • П — площадь участка орошения, выраженная в гектарах;
  • Вр — предполагаемое время работы системы полива, выраженное в часах.

Надо сказать, что время берется только за одни сутки, например 2 часа в сутки.

Вернуться к оглавлению

Пример расчета

Схема дождевания в теплице

Схема дождевания в теплице.

Пусть имеется участок площадью 10 ар. Система капельного орошения в среднем работает около 3 часов в сутки. Необходимо узнать пропускную способность фильтрационной станции, то есть необходимое количество воды.

Подставив все априорные данные в формулу, получим:

ПС=40*0,1)/3=1,3 кубического метра в час. Это достаточно небольшой объем, с которым способна справиться самая обычная система центрального водоснабжения или небольшой водяной насос.

Итак, если в результате расчета оказалось, что источник водоснабжения способен обеспечить механизм автоматического полива водой, то можно приступать к дальнейшим расчетам. В противном же случае, требуется искать альтернативный источник водоснабжения или разделить всю систему на две подсистемы и произвести расчет для каждой из них.

Дальше нужно сделать калькуляцию трубок, то есть установить необходимое количество трубки для устройства автоматического полива. Сделать это можно по формуле:

Д=(Пк*10000)/Р, где:

  • Д — необходимое количество трубки, выраженное к метрах;
  • Пк — площадь блока полива, то есть какой-либо культуры, или площадь, которая приходится на один трубопровод. Выражается в квадратных метрах;
  • Р — расстояние между двумя параллельно уложенными трубками согласно схеме укладки, выраженное в метрах.
Вернуться к оглавлению

Деление орошаемого участка на блоки

Схема системы капельного полива

Схема системы капельного полива.

При производстве такой операции надо пользоваться сразу несколькими данными.

Необходимое минимальное количество воды одного участка не должно быть больше максимальной пропускной способности трубопровода на этом участке.

Если это условие не будет выполняться для какого-либо блока, то он просто не будет получать требуемого количества воды.

Стоит также заметить, что пропускная способность трубопровода во многом определяется его диаметром:

  • при диаметральном сечении трубопровода в 2,5 см его максимальная пропускная способность составляет 4 кубометра в час;
  • при 3,2 см — 6 м³/ч;
  • при 6,3 — 23 м³/ч;
  • при 7,5 — 40 м³/ч;
  • при 11 — 80 м³/ч;
  • при 12,5 — 88 м³/ч;
  • при 14 — 110 м³/ч.

Так, зная площадь, которую занимает каждый отдельный вид растения, и диаметр трубопровода, можно определить площадь поливочного блока. В общем случае эта величина может быть установлена с помощью формулы:

П=(ПС*Р*Рэ)/10*ПСэ, где:

  • ПС — пропускная способность трубопровода, выраженная в кубометрах за час;
  • р — расстояние между трубками, выраженное в метрах;
  • Рэ — расстояние между эмиттерами, выраженное в метрах;
  • 10 — константа;
  • ПСэ — пропускная способность или расход воды одного эмиттера, выраженная в литрах на час.

http://youtu.be/BRVYE23S2TI

Вернуться к оглавлению

Пример деления

Пусть расстояние между оросительными трубками равно 1,3 м, при этом расстояние между эмиттерами равно всего 30 см. В результате расчета было установлено, что один эмиттер потребляет около 1,4 л воды за один час работы. Пропускная способность трубопровода равна 80 кубометров в час.

Подставив все значения в формулу, получим:

(80*1,3*0,3)/10*1,4=2,22 гектара.

Исходя из данного значения, а также общей поливочной площади, можно определить количество таких блоков.

Вернуться к оглавлению

Расчет магистрального трубопровода

Итак, если расчет разводящих трубопроводов становится понятным, то надо выяснить, как производить аналогичные операции для магистрального трубопровода.

Смысл калькуляции заключается в том, что надо определить диаметры трубопровода для капельного полива участка, а также величину минимального давления на входе системы автоматического полива.

Определить диаметральное сечение можно, используя следующую формулу:

  • Д=1,13 SQRT (П/3600*С), где
  • 1,13 — константа;
  • SQRT() — функция корня;
  • П — объем воды, который проходит через трубопровод системы автоматического полива, выраженный в кубометрах за час;
  • 3600 — константа;
  • С — скорость движения потока, которая лежит в пределах от 0,9 м/с до 1,9 м/с.

В результате расчета может получиться диаметр, которого не существует, например, любое дробное число. В таком случае правильно будет округлить его до ближайшего целого значения существующего диаметра. Например, если получилось 29,58 мм, то следует брать трубу диаметром 32 мм.

http://youtu.be/N0vVnFIvRPg

Зная эту величину, можно точно определить скорость движения воды в трубопроводе капельного полива. Для этого необходимо воспользоваться формулой:

С=П/Пс, где:

  • П — поток воды;
  • Пс — реальная площадь сечения, которая может быть вычислена по школьной математической формуле.

Пс=(пД*Д)/4, где:

  • п- константа, равная 3,14;
  • Д — диаметр трубопровода.

Кроме того, зная значение П (расход воды для капельного орошения на данном участке), можно легко вычислить и потери давления. Для этого пользуются формулой:

Пд=Ус*Дт*П2*К, где:

  • Ус — удельное сопротивление, которое для каждого материала свое;
  • Дт — фактическая длина всего трубопровода для капельного полива;
  • П2 — расход воды в квадрате в теплице или на данном участке земли;
  • К — поправочный коэффициент.

http://youtu.be/A-YUPwmzCOQ

Вернуться к оглавлению

Выбор фильтрационной станции

Как уже говорилось ранее, не все системы полива могут содержать фильтры. Однако во многих случаях, а особенно если речь идет о больших системах капельного орошения, рассчитанных на большие площади, фильтрационная станция просто необходима.

При ее выборе внимание стоит акцентировать в первую очередь на источнике водосбора. Если для капельного полива используется естественный водоем, то фильтры должны быть достаточно сильными.

Стоит учитывать и ряд других параметров, например, пропускную способность самой фильтрационной станции системы капельного орошения, производительность насоса, степени загрязнения воды и так далее.

Если речь идет о естественном водоеме, то необходимо выбирать песчано-гравийный фильтр. Когда капельный полив производится из скважины, достаточно простого дискового фильтра.

http://youtu.be/E-F1TwMTrUc

Стоит уделить особое внимание пропускной способности. Капельное орошение не может производиться в нужном объеме, если фильтрационная станция обладает пропускной способностью меньше необходимой. Поэтому при выборе следует сначала произвести калькуляцию минимальной пропускной способности для нормального капельного орошения, а уже потом подбирать подходящую фильтрационную станцию.