Проектируем систему автоматического полива самостоятельно.

Проектируем систему автоматического полива самостоятельно.

ПОЛНОЕ РУКОВОДСТВО
по проектированию 
системы автоматического полива.

В данном руководстве подробно изложена методика проектирования современных систем автополива для ландшафтных проектов. Используя эту методику вы самостоятельно сможете спроектировать и собрать систему автополива используя оборудование любого из известных мировых брендов: Hunter, Rain Bird, Irritrol, K-Rain. 
 

Этапы работы над проектом

Проектирование системы автополива своими руками самостоятельно


 

Принципиальная схема автоматической системы полива

- Емкость
 нужна для запаса воды на один «старт» полива. Вода так же нагревается в емкости за световой день, но незначительно, на 3-5 градусов.
- Источник воды
Это чаще насос, реже, если хватает напора, то водопровод (тогда емкость не нужна). В процессе расчетов выяснится какие именно параметры воды (давление и расход) требуются для системы полива
- Автоматика насоса

 имеет особенности. Она работает только с насосом и для насоса и никак не связана с управлением поливом. Автоматика включает насос, когда начинается разбор воды и так же включает насос по минимальному давлению 1,5 Атм. Во время полива насос работает постоянно.
- Контроллер
Контроллер управляет включением клапанов. В программе контроллера настраивается число стартов полива, время работы каждого клапана, недельный график работы полива. Отключает полив во время дождя.
- Клапаны
Клапаны открывают подачу воды в зоны полива по сигналу от контроллера.
- Дождеватели
Поливочные устройства, поливающие в виде дождя. Роторы применяют для газонов , а  статические дождеватели универсальны и применимы для газонов, цветников и тд. 
- Капельный полив
Используется для полива садовых, огородных растений, рядных посадок деревьев и кустов.
-Ручной полив
Для подключения садового шланга в автополиве предусмотрены водорозетки (гидранты) .

 

Роторы, дождеватели и капельный полив в системе автополива
 

Дождеватели

Исполнительными поливающими устройствами в системах автополива являются дождеватели, которые вместе с трубами размещаются под землей на глубине 25-30 см.. Во время полива внутренние части дождевателей (штоки) выдвигаются на поверхность под воздействием давления воды. 


чем ротор отличается от статического дождевателя

Роторы
Роторы
поливают одной мощной струей и их основное преимущество - дальность полива. Они могут "бить" на дальность до 30 м, поэтому их применяют для полива газонов большой площади, но не применяют для полива цветущих растений, дабы не повредить растения мощной струей.
Ротор состоит из корпуса и выдвижного штока. Шток, под действием давления воды, выдвигается корпуса и кроме того вращается вогруг вертикальной оси. Внутри штока расположен механизм, котрорый заставляет шток вращаться за счет пробегающей воды.  На верхушке штока есть отверстие, в которое вставляется калиброванное сопло, сквозь которое и выходит вода. Обычно к каждому ротору в комплекте прилагается набор  сопел под разные радиусы полива.

 

Статические дождеватели
Статические дождеватели
- наиболее популярный тип оборудования для газона и всех видов растений.
Статическими дождевателями называют собраные воедино корпус дождевателя и  форсунка , которая выбирается и покупается отдельно.
 У корпуса имеется внутренний шток, который выдвигается во время полива под давлением воды. В отличие от роторов шток статического дождевателя не вращается и в нем нет никаких механизмов. Форсунка подбирается в соответствии с требуемым радиусом полива и сектором круга, который должен орошаться. 

Форсунки для статических дождевателей делятся на два основных типа :
- веерные (щелевые. Поливают сквозь щель в форсунке.  Ничего не вращается)
- ротаторы (многоструйные с вращением верхней части форсунки)  
Резьба присоединения форсунки унифицирована для всех производителей, что позволяет заменять форсунки на подобные от разных производителей.
 Форсунки отличаются по радиусу полива от 1,5 до 11 м. и по сектору полива  от 0 до 360о . Ниже подробно рассмотрим, как это рабатает.

 

 

Типы дождевателей для полива газона в автополиве

 

План участка

Прежде чем приступить к расчетам системы полива, нужно создать чертеж участка, где с достаточной точностью должны быть отображены строения, дорожки и растительные зоны. 
Вам потребуется лист бумаги, карандаш, линейка и рулетка, если вы не владеете графическими программами типа AutoCad. Вместо бумаги можно взять более удобную для работы  "
миллимитровку" - это специальная бумага для чертежей, разлинованая через каждый миллиметр. Ее можно купить в канцелярских магазинах или распечатать разлинованный лист здесь
Далее выбирайте масштаб переноса размеров - это отношение реального размера к размеру на чертеже. Например, 1 сантиметр на бумаге будет равен 1 реальному метру на участке. 
Замеры участка важно производить от базовых линий. Это позволяет свести к минимуму ошибки в чертеже. Базовыми линиями должны быть две перпендикулярные  самые длинные стороны участка. Все размеры снимаются от базовых линий. В крайних случаях, когда доступ к базовым линиям затруднен, замеры производятся от противоположных сторон участка или от ближайших объектов.
 
 

Как правильно делать чертеж участка
На эскизе изобразите все строения, деревья и группы растений, а так же обозначьте их размеры. Определите зоны с дождевальным и капельным поливом и переходите к выбору дождевателей. 

 

Расстановка дождевателей.

Как обмерить участок

На плане указаны размеры - они будут определяющими для подбора форсунок из каталога. А пока немного о самих форсунках.

В данном руководстве мы будем использовать только статические дождеватели и только форсунки "ротаторы" от производителя HUNTER. Хотя эти же принципы проектирования и подбора форсунок применимы и к роторам и к любым другим дождевателям и форсункам, для которых известны параметры (радиус полива, расход воды, и давление при котором эти параметры работают). Никакие другие поливочные устройства, которые не имеют точных параметров, применить в расчетах не получится именно потому, что у них нет точных характеристик, которые нужны для проектирования системы полива.   


Hunter MP Rotator. - наиболее часто используемые форсунки для статических дождевателей, т.к. они  потребляют до 5 раз меньше воды чем веерные (щелевые) форсунки. С ротаторами можно в одной зоне полива разместить бОльшее количество дождевателей, соответственно охватить бОльшую площадь, чем это позволяют веерные форсунки. Система становится "легче"за счет уменьшения количества клапанов, применения труб меньшего диаметра, насоса меньшей мощности и т.д. Кроме того MP ротаторы более ветроустойчивы и "дальнобойны". Например, форсунка MP3500 имеет радиус полива 10,5 м, что сравнимо с радиусом средних роторов типа PGP и PGJ




Ассортимент форсунок MP rotator от Hunter

Все виды и типы форсунок для автоматичеcкого полива mp rotator

 
 
Пояснение: 
Сектор 90-210 значит, что минимально возможный сектор этой форсунки - 90о, а регулировка возможна в пределах от 90о до 210о . То же относится и к сектору 210-270 и к угловым форсункам 45-105.  Сектор 360о не регулируется, как не регулируются и полосовые форсунки. 

Радиус (дальность) полива форсунок можно уменьшить (винтом на верхушке форсунки) до 25% от указанного в таблице.

 

Карта осадков в системе автоматического полива

Следует, последовательно двигаясь по чертежу расставить подходящие по радиусу и сектору форсунки, выбирая подходящие из каталога. 

Характеристики форсунок Hunter MP Нажмите на картинку, чтобы открыть каталог

 

Как правильно выбирать форсунку в системе автополива

  1. Сначала выбирайте сектор полива, соответствующий месту

  2. В следующем столбце выбирете давление воды, при котором будет работать форсунка. Нормальное рабочее давление для форсунок MP Rotator - 2.8 Бар. В каталоге соответствующие строчки с этим давлением выделены жирным шрифтом

  3. Найдите радиус полива, который соответствует искомому - это и будет искомая форсунка.
    Радиус полива можно уменьшить регулировочным винтом на верхней части форсунки на 15-20%

  4. Значение расхода (потока) понадобится, когда будем  считать расходы и группировать дождеватели по зонам.

  5.  Норма - этот параметр говорит о том, сколько осадков создают форсунки при совместном их расположении  относительно друг друга. Расположение форсунок "треугольником" дает больше осадков, чем "квадратом". Параметр "норма" будет нужен при выборе длительности полива в контроллере. На данном этапе проектирования он не понадобится.

 

Расставляем дождеватели в системе автополива

 

Сведите в таблицу данные о форсунках. В дальнейших расчетах потребуется значение расходов воды.

 

 

 

Основные плавила расстановки дождевателей.

1) Обеспечить "НАЛОЖЕНИЕ" 
Картина осадков одного отдельного дождевателя неравномерна - ближе к дождевателю осадков меньше, дальше от дождевателя осадков больше (технологическая особенность). Кроме того на плане картина осадков каждого дождевателя - это окружность, и чтобы улучшить картину осадков, единственно верным будет максимально сдвинуть дождеватели друг к другу, чтобы они касались друга краями своих "поливочных кругов". (см. схему)
Такая схема размещения дождевателей дает наиболее равномерный полив.

Дождеватели поливают неравномерно в автополиве
Главные принципы установки дождевателей в автополиве

1) Избегать "ЗАТЕНЕНИЯ"

Растения являются препятствием на пути струй воды, поэтому следует либо подбирать дождеватели с длинным штоком, чтобы "перебрасывать" через растения, либо размещать дождеватели вокруг растений. 
Максимально длинный штатный дождеватель выпускается со штоком 30 см., но существуют удлинители штоков, которыми можно еще удлинить дождеватель, хотя при этом нужно помнить, что удлинитель будет торчать из земли, когда после полива дождеватель уйдет под землю. 
На заметку: угол наклона струи относительно горизонта - 270


как правильно установить дождеватели

 


Поливать дорожки или нет?

При проектировании вы  столкнетесь с вопросом "Поливать дорожки, или оставить сухими?" 

Имеет смысл не поливать дорожки, если ширина их более 1,5 м., т.к. в этом случае уже становится заметным неэффективное использование воды, которая уходит на полив дорожек. Если дорожки узкие , то не нужно их обходить дождевателями - это увеличивает количество дождевателей и удорожает проект. 
 

Расход воды. Зоны полива

Теперь, когда дождеватели расставлены, переходим к следующим этапам - разделению всей системы полива на отдельные зоны, что определит и размеры (диаметры) труб и мощность насоса и объем емкости для воды.

 Для того, чтобы понять сколько воды потребляет наша система. нужно отталкиваться от того, сколько воды вообще нужно растениям на участке. Для этого существуют установленные НОРМЫ ПОЛИВА для тех или иных климатических зон .

Для кустарников, цветников и прочих растений можно индивидуально подобрать норму полива, но для стриженого газона требуется соблюдать минимальную норму полива. 

В Московской области  норма полива газона - 5 л/м2 в сутки. Для Астрахани или Краснодара, например, эта норма будет - 10 л/м2 в сутки.
Зная норму полива и площадь газона можно высчитать требуемый суточный объем воды для всей территории.

Суточная норма полива
V=n*S

V - суточный объем воды для полива
n- норма полива
S- площадь газона

Посчитаем норму полива для нашего участка

Общие размеры участка, который мы рассматриваем в этой статье примерно  4,6 сотки (463 м2)
Для данной площади 463 м2, расположенного в Подмосковье, где норма полива 5 л/м2 сутки, потребуется

463х5=2315 л/сутки 

Сколько же времени должны поливать наши дждеватели, чтобы вылить эту норму? Теперь воспользуемся сводными данными из той таблицы с нашими форсунками.

ИТОГОВЫЙ Суммарный расход всех наших 40 форсунок = 5 200 л в час

Найдем, сколько времени должны работать все форсунки, чтобы обеспечить расчетные 2315 л/сутки.

2315/5200=0,4 часа,

то есть потребуется 24  минуты (60х0,4) работы всех форсунок в сутки, чтобы обеспечить расчетный объем полива.

 

Разделение на зоны полива.

Однако все форсунки одновременно использовать не выгодно экономически. Для работы всех форсунок одновременно (5200 л/ч) потребуется использовать излишне мощный насос и трубы большого диаметра, когда куда более разумно разделить всю систему на равные малые зоны (группы дождевателей) и в один момент использовать только одну из зон, затем другую и т.д. 

 Если бы мы задействовали бы все 40 дождевателей в нашем проекте, то потребовался бы насос производительностью 6000л/ч  и магистральная труба от насоса била бы диаметром 50 мм. Это абсолютно неразумно! Но если разбить всю систему на зоны с размером труб 32 мм, которая может пропустить через себя в два раза меньше воды (3000 л/ч), но она дешевле и с ней убобно работать из-за малого диаметра и насос потребуется меньше и дешевле и т.п...  

 


Используйте в одной зоне полива форсунки одного образца!

Если использовать в одной зоне полива форсунки разного типа - это приведет к неравномерным осадкам.
Роторы за одинаковый промежуток времени производят меньшее количество осадков, чем форсунки статических дождевателей. В свою очередь веерные  форсунки производят больше осадков чем многоструйные (ротаторы). Если использовать в одной зоне дождеватели разных типов, то будет "перелив" в одних местах и "недолив" в других. 


 

Чем больше система полива, тем большие диаметры труб в ней используются, тем большего размера будет одна зона полива, тем большей мощности будет насос и тем больше будет запас воды в емкостях.
И соответственно, чем меньше система, тем на меньшие зоны можно разбить всю систему и использовать трубы меньшего диаметра. Иногда даже не требуется насос, т.к. с требуемыми расходами воды может справится местный водопровод.  Иными словами,  разделение на зоны - процесс творческий, но для участков площадью до 20 соток можно ограничиться данными статистики - все проектировщики делают в таких проектах ДЮЙМОВЫЕ зоны. Это значит, что применяют на входе в зону клапаны 1" (один дюйм) и трубы 32 мм. Это классика! Все остальное подгоняется под эти размеры. 
Однако, все по порядку.

 

Трубы и фитинги ПНД как выглядят что это

В России для летних водопроводов всегда применяют трубы ПНД. Это черные трубы, которые продаются в бухтах и обжимные фитинги к ним. Каждому диаметру трубы соответствует расход воды, который может пропустить сквозь себя труба. Попытки увеличить расход выше этих значений приводят к резко возрастающей потребности в мощности насоса. Так же каждому диаметру соответствует размер электромагнитных клапанов. 
Есть табличные данные:

Труба ПНД, 
диаметр в мм.
Клапан,
диаметр резьбы
Максимум
расход воды, л/ч
25 3/4" (1") 1800
32 1" 3200
40 1 1/4" 5000
50 1 1/2" 7700
63 2" 12000

Как уже было сказано выше, для участков площадью до 20-30 соток можно применять размер зоны дюймового размера. Труба ПНД 32 мм и клапаны 1" и расчетный максимальный расход - 3200 л/ч. То есть суммарно все дождеватели в одной зоне расходуют не более 3200 л/ч. 

Для небольших систем, таких как в данной статье, можно рассматривать даже разделение еще на более маленькие зоны с применением труб 25 мм и использование водопровода напрямую (без насоса), если параметры водопровода совпадают с требуемыми для 25-й трубы ( 1800 л/ч с давлением не менее 2,5 Атм)


Проработаем для нашего проекта оба варианта: с насосом и без.

Суммарный расход всех форсунок 5200л/ч

Вариант 1 
Выбираем размер зоны с расходом 1800 л/ч для 25-й трубы и клапан 3/4". 
Делим всю систему полива на 4 зоны по 1300 л/ч (можно и на 3 зоны по 1740 л)
(5200/4= 1300 л/ч)
Кстати, размер клапана 3/4" сильно непопулярен - обычно используют 1". Расход одной такой зоны (1300 л/ч) может обеспечить среднестатистический водопровод, но прежде чем применять  эту схему обязательно нужно убедиться в достаточных характристиках водопровода.

Вариант 2
Выбираем размер зоны с расходом 3200 л/ч для 32-й трубы и клапан 1". 
Делим всю систему полива на 2 зоны по 2600 л/ч

 (5200/2= 2600 л/ч).
Если напорных характеристик водопровода не хватает,то применяю дополнительный насос и промежуточную накопительную емкость. Подробней о подборе насоса ЗДЕСЬ

 

 

Принцип группировки дождевателей

Стремитесь устанавливать (дождеватели) равномерно и равновесно от магистральной трубы. Образный пример - равномерное распределение ветвей дерева оносительно ствола.

Такая равновесная схема снижает разницу давления по всей зоне полива и снижает потери на сопротивление. Избегайте последовательного расположения дождевателей.

 

 

Расчет диаметров труб внутри зон

Допустим, что мы выбрали размер зоны размера 1" (один дюйм). Всего 2 зоны с дождевателями.
Соответственно в одной зоне (по расчетам) должно быть столько дождевателей, что бы суммарно они расходовали не более 2600 л/ч.

Соблюдая принципы равновесности. о котрых рассказано ниже, разносим дождеватели по зоне.


 

Пример расчета диаметров труб одной зоны
с дождевателями расходом 0,2 м.куб/ч каждый


 


 

Насос. Емкость. Время полива

 

В таблице форсунок есть столбец - НОРМА мм/ч

Этот параметр говорит о том, сколько осадков в час выпадает при размещении дождевателей квадратом или треугольником. Треугольником воды выливается больше, т.к. такое размещение плотнее сдвигает дождеватели друг к другу.

 

 10 мм/ч при размещении "квадратом" - это наш случай

Если дождеватели, расставленные по схеме "квадрат" выливают 10 мм осадков в час, то для нашего участка требуется 0,5 часа, чтобы создать осадки 5 мм/сутки (норма для Моск.обл)

То есть, каждая из двух имеющихся зон должна отработать 0,5 часа в сутки. В сумме две зоны - 1 час работы в сутки. 

Насос выкачивает из емкости воду со "скоростью" 2600 л/ч, т.к. это расход одной зоны. Значит, если мы включаем полив на час, то он выкачает как раз этот объем воды - 2600 л/ч. Это значит, что насосу требуется емкость откуда он может беспрепятственно взять воду в полном объеме. Нам потребуется емкость 2600 л., ну может чуть меньше, с учетом, что из водопровода постоянно поступает вода для наполнения.

Но можно поступить по другому. Используя возможности программирования  контроллера, можно разделить весь полив на два включения в сутки. То есть, 1300 л за утренний полив и 1300 л за вечерний полив. Днем, между поливами, емкость наполнится. Может быть будет достаточно и 1000-литровой емкости, если во время полива водопровод будет уверенно наполнять емкость.

ИТАК
- утренний старт №1 - запас воды 1300 л (полив отработает пол-часа)
- вечерний старт №2 - запас воды 1300 л (отработает тоже пол-часа)

ИТОГО требуется емкость объемом 1300 л и даже меньше, с учетом параллельного наполнения емкости из водопровода во время полива.

Контроллеры позволяют настраивать 3-4 старта в течении суток и каждой зоне можно задавать длительность полива до 3-10 часов, поэтому гибкости настроек хватит для любых систем полива. 

Капельному поливу задают обычно 1-1,5 ч в сутки исходя из вылива капельной трубки (2 л/ч каждая капельница). Капельницы расположены по длине трубки через каждые 33 см. То есть 1 м.пог. трубки расходует 6 л/ч. В таком проекте, как наш, потребуется максимум 100 м трубки (расход 600 л/ч). Расход меньше чем вslftn водопровод, поэтому воды несомненно будет достаточно - емкость будет наполняться быстрее, чем будет расходоваться. В контроллере настраиваем время для капельного полива 0,5 ч утром и 0,5 ч вечером.

 

Электромагнитные клапаны.

Клапаны выполняют роль кранов, которые отделяют зоны полива от насосной магистрали. Их открытие-закрытие происходит от электрического сигнала 24 Вольта переменного тока, который идет от контроллера. Программа контроллера устроена так, что клапаны открываются поочередно один за другим. Одновременно открыть два клапана невозможно. 

Клапаны размещаются на глубине  25-30 см в пластиковых коробах. Производители предлагают 3 размера коробов:
- MINI для одного клапана
- LARGE - 1-2 клапана
- STANDARD до 4-х клапанов
- JUMBO для 4-6 клапанов
 

 

 

В нашем примере проекта имеет смысл монтировать клапаны в одной связке в коробе STANDARD и недалеко от насоса, т.к. участок небольшой.

В целом,  клапаны следует располагать недалеко от напорной магистрали, но подальше от дорожек, чтобы скрыть от обзора крышки клапанных коробов. 

 

Магистральная труба

 

Магистральная трубу от источника воды (насоса или водопровода) прокладывают обычно по периметру участка. В любой точке магистрального водопровода можно подключить как клапан, так и водорозетку или гидрант. Магистральный водопровод всегда находится под давлением. Если давление создет насос, то давление в магистрали поддерживает автоматика насоса, включающая насос по протоку и минимальному давлению.

Диаметр трубы магистрального водопровода должен совпадать  с диаметром напорного патрубка насоса, но если длина магистрали превышает 100 м, то диаметр ближе к насосу нужно увеличить. Если, например, магистральный трубопровод 32-го диаметра имеет длину 150 м, то первые 100 метров от насоса нужно сделать диаметром 40 мм. Это правило связано с потерями на сопротивление в трубах по их длине. При расчетах нужно учитывать, что через каждые 100 м в пластиковых трубах даления снижается на 1 Бар из-за сопротивления в трубах.

Подробнее о выборе насоса 
 

Капельный полив

В некоторых случаях капельный полив бывает более эффективен, чем дождевальный. Капли дождевателей, например, будут останвлены листвой разросшихся кустарников и большая часть капель испарится не достигнув корневой зоны в достаточном количестве. Кустарники и деревья требуют больше воды, чем может дать распределенный по площади дождевальный полив. Для огородных растений будет намного полезней принимать воду непосредственно в прикорневую часть.

Капельный полив в системах автополива подключается отдельной зоной (или зонами) и работает на пониженом давлении (до 2,8 Бар). Более низкое рабочее давление объясняется особенностью капельного оборудования - оно работает на низком давлении. Для капельных зон используют специальную связку клапан+фильтр+редуктор давления, имеющий название "Пусковой комплект"
Наиболее распространенное оборудование для капельного полива - капельная трубка. Ее используют как для полива грядок, так и для полива цветников, кустарников и деревьев.

Побробнее о капельном поливе ЗДЕСЬ

 

Водорозетки и гидранты

Для подключения садового шланга в системах автополива предусмотрены такие устройства как гидранты и водорозетки. 
Водорозетки имеют для подключения шланга шаровый кран, а гидрант - быстроразъемное соединение. Ответный "ключ" гидранта с силой вставляется в сам гидрант, замок фиксирует ключ в рабочем положении и открывает проход воде.

 




Гидранты подключаются к напорной магистрали, которая всегда под давлением.   
Водорозетки следует размещать на расстоянии друг от друга 10-15 метров устанавливая их у  края дорожек для удобства подхода к ним.

 

Электропроводка

Провода  управления клапанами прокладываются в гофротрубах ПНД или ПВХ (можно и без гофры) в одних траншеях с трубами. Требуемое сечение провода 0,75 мм². При длине провода свыше 100 м используют сечение 1,5 мм² 
Напряжение на клпанах - 24 Вольта переменного тока
Управляющий ток - 0,1 А на один клапан

Контроллер подключается к сети 220 В
Связки клапанов удобнее подключать кабелем с количеством жил "+ одна к количеству клапанов". То есть, если в коробе 3 клапана, то имеет смысл "тянуть" к коробу 4-х жильный кабель , т.к. "условно минусы" от клапанов объединяются и присоединяются к одной из жил и крепятся к клемме "СОМ" в контроллере, а остальные три присоединяются к адресным клеммам "1,2,3..."


 

1- Магистральная труба
2- Мастер-клапан (закрывает доступ к остальным клапанам. Преимущество - можно игнорировать мелкие протечки. Недостаток - нельзя подключить гидранты на клапанной магистрали - требуется отдельная гидрантная магистраль до мастер-клапана)
3- Клапаны зон полива
4- Выход к дождевателям
5- Черный - общий. Цветные - управляющие жилы кабеля

 

 

Расчет насоса

Тип и модель насоса выбирается исходя из:
- типа поливающих устройств
- производительности одной зоны
- длины напорной магистрали
- параметров водопровода и тд.
Более подробно о расчете параметров насоса чичтайте в стаьях:
КАКОЙ НАСОС ВЫБРАТЬ
и РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАСОСА

 

 


Как выглядят проекты автоматического полива   смотреть 




Вернуться ко всем статьям ►

Статьи по теме:
>> Как подбирать насос по параметрам
>> Как монтировать систему полива
>> Как выбрать контроллер
>> Капельный полив