家庭花园灌溉系统实现

引子

家里的花园大大小小有接近两百盆花,每天浇一次水要用掉一个多小时,而且长时间外出的时候也没办法照顾到,所以着手实现一个家庭花园灌溉系统。

系统结构

整个灌溉系统可以分为出水、主支管、毛管三个部分,出水部分主要功能为水流控制、过滤,通常直接连接在家庭水管上;主管、支管是水流的主干道和支路;支管是水流的毛细线和出口。管道分级是出水量和经济成本的考量,对于家庭灌溉系统通常只需要两级,而更大的灌溉系统可能需要更多级。

出水

常见的出水部分结构如下。

出水->(延长)->三通->止逆阀->球阀->过滤器->远程控制开关->主管
                |
                -->水龙头

若不需要水龙头可以和三通一并去掉。止逆阀的功能是防止灌溉水倒流回家庭水管,球阀用于手动控制水路通断,过滤器将水中杂质滤除,避免堵塞滴头。远程控制开关可以定时开关多路水管。为了减小对水压的要求和不同区域的用水需求,通常可以接出若干路,每一路分时出水。

由于直接和家庭水路连接,因此这些五金件通常使用金属材质。

主管、支管

对于家庭灌溉系统,主管、支管通常选择LDPE低密度聚乙烯或LLDPE线性低密度聚乙烯管,以下简称PE管。这种材料制成的管道柔韧性好,可轻微弯曲,质地轻, 因此可以盘卷运输,同时易于打孔连接毛管,因此常用于灌溉系统。

和硬管使用熔接连接不同,PE管通常使用快接连接,无需使用任何特殊工具。

毛管

毛管或滴头直接连接在主管上,并最终连接滴箭,作为水流出口。为了使得系统均匀出水,通常使用稳压滴头,即在一定压力范围内出水量都是一致的,避免水压衰减过大导致末端不出水,通常流量有2L/h、4L/h、8L/h等,每个滴头上可以接入若干滴箭,可根据需水量确定单个滴头接出多少滴箭,例如通常滴箭流量选择2L/h,则8L/h的滴头上可以连接4个滴箭。

物料清单

出水

这一部分是家庭水管改造,和普通家用管道物料一致,仅作简要介绍,通常使用金属件,购买时需注意管道外径(通常为dn20或dn25),内丝外丝等参数,。

主管

购买时可搜索『灌溉PE管』。和家用普通水管一样,主管的尺寸通常为外径20mm(dn20,六分)或外径25mm(dn25,四分),为了避免藻类滋生,管内壁通常需要是黑色,因此有内外均是黑色的全黑管,成本低,但更吸热,也有外白内黑的PE管,成本高,但吸热更少。

常用的快接头有两种,插入式快接/快插接头(Push-fit fitting / Push-to-connect fitting)通常用于PPR管,购买时可搜索『PPR快接』,直接将管子插入快接即可,但通常只有白色可供选择,存在藻类滋生的风险;另一种是承插式快接/压紧式快接(Compression fitting),通常同于PE管连接,购买时可搜索『PE快接』,需要依次将配件套入管道并拧紧,通常只有黑色,且可靠性高于插入式快接,因此更适合用于灌溉系统。承插式快接主体的材质通常是PP的。

毛管

购买时可搜索『灌溉毛管』。毛管的规格通常使用3/5、4/7这样的描述,第一个数字指的是毛管的内径,第二个数字指的是毛管的外径,因此实际上规格就是dn5×e1、dn7×e1.5。和主管一样,毛管也有全黑和外白内黑可供选择。

连接、延长毛管需要使用毛管的直通、三通等,连接主管还需要打孔器。

清单

以下价格参考时间为2026年6月,系统整体主管使用约50m(剩余30m),毛管使用150m(按每根滴箭0.5m计,全部使用),滴箭约230根(剩余70根),可根据实际情况适当增减。

项目规格通用名称规格数量单价金额
出水改造
止逆阀dn20内丝流向外丝六分内丝流向外丝12020
球阀dn20内丝外丝六分内丝外丝110.0310.3
三通dn20一内丝两外丝六分一内丝两外丝12828
延长管dn20外丝转内丝六分外丝转内丝1合入下一项
金属软管dn20外丝转内丝六分外丝转内丝135.4
叠式过滤器dn20 120目六分 120目11919
远程自动浇水器 四路四路1362362
小计474.7
主管
PE管dn20×e1.3六分,壁厚1.380m25.41/20m101.64
快接转换头dn25内丝变dn20快接四分内丝变六分快接41.87.2
快接直接dn20六分51.497.45
快接弯头dn20六分301.5747.1
快接三通dn20六分52.3311.65
快接堵头dn20六分100.757.5
快接球阀dn20六分24.258.5
快接直接dn20内丝转快接六分内丝转快接20.841.68
水龙头dn20六分236
小计198.72
毛管
毛管dn5×e1 外白内黑外白内黑 3/5150m3.59/10m53.85
毛管直通dn5×e1 双倒钩3/5双倒钩500.8124.06
毛管三通dn5×e13/5500.1748.7
毛管堵头dn5×e1 dn7×e1.5毛管两用3/5 4/7毛管两用1000.12512.5
耐特菲姆滴头8L/h8L/h700.73751.59
滴头分流器1分41分41000.157415.74
滴箭3000.14744.1
小计190.54
工具/其他
水龙头dn20六分236
PE管打孔器3mm3mm14.184.18
生料带1使用已有的
邮费10
小计20.18
合计884.14

实操

出水

这一部分和普通的水管改造区别不大,可自行搜索安装教程。对于无法直接安装的结构,可以使用金属软管连接。

主管

裁切

将PE管裁成合适的长度,可直接用剪刀或刻刀裁断,需注意截口需要尽量平齐。对工艺水平有要求也可以买专用PE管切。

连接

这里使用承插式快接,承插式快接从外到内通常由螺帽(Nut)、卡环(Collet / Grip ring)、压环(Spacer / Pressure ring)(不一定有)、密封圈(O-ring / Rubber seal)、接头本体(Body)组成,安装的时候也需要按照这个顺序。通常仅需要取出螺帽和卡环,其余零件保持原位,并将他们依次套在水管上,再将水管插入快接接口并插到底,再将螺母拧好即可。若里面的零件不慎掉落也可以将这些零件按顺序都套在水管上并插入快接接口。

承插式快接结构,从左到右分别为接头本体、密封圈、压环、卡环、螺帽
用承插式快接连接PE管

管路末端通常需要使用堵头封闭。

家庭水路压力通常不会导致快接漏水,快接漏水通常是零件安装顺序不正确。

毛管

接入毛管有两种方式,一种是将滴头直接插入主管,另一种通过快接连接毛管,再连接滴头。无论那种方式,都需要现在主管上用打孔器打孔,打孔后可以直接插入滴头或者用毛管直通连接毛管再连接滴头。

滴头可以直接连接在主管上,也可以用毛管延长后再连接

滴头上安装滴头分流器,再接入插有滴箭的毛管,最终将滴箭插入土中。

滴箭垂直插入土中

接入其他标准件

水路系统中还可以接入其他标准件,例如带螺纹的水龙头等,使用快接转螺纹快接连接即可。

使用快接连接标准接口水龙头
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Source: github.com/k4yt3x/flowerhd
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