Mnoho majitelů venkovských domů a letních chat se potýká s potřebou vyvinout autonomní systém zásobování vodou, který je potřebný nejen k uspokojení domácích potřeb, ale také k zalévání zelených ploch na jejich pozemcích. V takových případech je vhodné použít čerpadlo pro povrchovou studnu.
Povrchová čerpadla jsou nepostradatelná tam, kde není možné instalovat do studny ponorné zařízení
Moderní trh nabízí širokou škálu modelů takového zařízení, které se od sebe liší jak designem, tak technickými vlastnostmi. Taková rozmanitost nabízených možností, ačkoli vám umožňuje vybrat hydraulický stroj pro řešení konkrétních problémů, nutí laiky, aby se zajímali, jaké zařízení si vybrat. Mezitím je to správná volba povrchového čerpadla pro vybavení studny nebo studny, která do značné míry určuje účinnost autonomního systému zásobování vodou.
Rozdíly od ponorných zařízení
Všechna čerpadla, pomocí kterých může být voda z podzemní studny vytažena na povrch a nasměrována do potrubního systému, jsou rozdělena do dvou typů zařízení:
- čerpadla povrchových studní;
- hydraulické stroje ponorného typu.
Povrchová čerpadla, plně v souladu s jejich názvem, jsou instalována na povrchu země, v těsné blízkosti zdroje zásobování vodou. Při použití takových zařízení je tělo ponorných modelů umístěno v tloušťce čerpaného kapalného média, které je přiváděno na povrch speciálním potrubím umístěným také ve studni. Ponorná čerpadla umožňují na rozdíl od povrchových čerpadel vodu z hlubokých vrtů odčerpávat a následně převádět potrubím na značné vzdálenosti.
Schéma instalace povrchového čerpadla
Pro vybavení studny má smysl použít čerpadlo povrchového typu, pokud hloubka takového podzemního zásobování vodou nepřesahuje 10 metrů. Kromě toho se povrchové (nebo externí) čerpadlo aktivně používá k čerpání vody z podzemních nádrží, přírodních nebo umělých nádrží, k odvodnění oblastí, kde voda stagnovala, k odstranění kontaminované kapaliny ze sklepů a sklepů. Hydraulické stroje povrchového typu se používají nejen pro čerpání vody, ale také pro práci s viskóznějšími kapalnými médii, které ponorná zařízení nemohou poskytnout.
Čerpadla povrchového typu jsou k dispozici v různých provedeních, ale nejoblíbenějším modelem takového zařízení je odstředivé čerpadlo pro studnu nebo studnu.
Zařízení odstředivého povrchového čerpadla
Princip činnosti čerpadla tohoto typu je založen na tom, že kapalné médium, které čerpá, je vlivem odstředivé síly vrháno ke stěnám jeho pracovní komory, což přispívá k jeho vytlačování přes výtlačné potrubí. V tomto případě se ve střední části pracovní komory odstředivého čerpadla vytváří vzduchový podtlak, který podporuje absorpci kapaliny vstupním potrubím. Hlavním konstrukčním prvkem povrchových odstředivých čerpadel, který zajišťuje čerpání kapalného média vnitřní komorou takového zařízení, je kolo. Zakřivené lopatky jsou upevněny na vnějším povrchu tohoto kola (oběžného kola).
Důležité parametry
Při výběru čerpadla pro obsluhu podzemní studny byste se měli v první řadě zaměřit na hloubku, ze které musí být kapalina čerpána. Pro určení tohoto parametru je potřeba spustit suché lano se závažím na konci do předvrtané studny, pomocí které zjistíte, v jaké hloubce se voda v podzemním zdroji nachází.
Výběr čerpadla začíná určením hloubky studny a vzdálenosti přívodu tlaku vody
Po určení hloubky vody můžete začít s výběrem čerpacího zařízení, které by mělo zajistit její výstup na povrch a další přepravu potrubním systémem. Maximální hloubka, ze které je povrchové čerpadlo určitého modelu schopno čerpat vodu, je uvedena v technickém listu takového zařízení. Model povrchového čerpadla pro studnu je lepší volit s určitou rezervou z hlediska vytvořeného tlaku čerpaného kapalného média. Tento přístup k výběru čerpacího zařízení zajistí jeho provoz bez přetížení, které se může pravidelně vyskytovat při provozu takových zařízení.
Pokud mluvíme o nejdůležitějších parametrech, na které lidé obvykle dbají při výběru povrchových čerpadel pro studnu, patří mezi ně:
- maximální výška, do které může čerpadlo zvednout vodu (tento indikátor charakterizuje takový parametr, jako je vytvořený tlak, měřený v metrech vodního sloupce);
- vzdálenost, na kterou je nutné dopravit vodu potrubím obsluhovaným čerpadlem;
- objem vody, který musí čerpadlo čerpat za jednotku času (tento ukazatel je charakterizován takovým parametrem, jako je produktivita, obvykle měřená v litrech za minutu nebo za hodinu).
Pro kompletní zásobování vodou 3–4členné rodiny potřebujete čerpadlo o výkonu 3–5 m 3 /hod, ale pokud plánujete čerpadlo používat periodicky, stačí 1–2 m 3 /hod.
Aby bylo jasné, jak vybrat povrchové čerpadlo na základě výše uvedených parametrů, můžeme tento postup zvážit na konkrétním příkladu. Řekněme, že je vybráno externí čerpadlo pro studnu, jejíž hloubka je 10 metrů, a taková studna se nachází 15 metrů od domu. Výkon, se kterým musí vybrané čerpadlo čerpat vodu ze studny, je 60 litrů za hodinu. Na základě těchto počátečních parametrů povrchového čerpadla byste si měli pořídit zařízení, které je schopno čerpat vodu s požadovanou produktivitou ze studny, jejíž hloubka je nejméně 12 metrů. Výběrem čerpacího zařízení s takovou rezervou z hlediska tlaku, který vytváří, zaručeně zajistíte jeho provoz v pro něj nejpohodlnějším režimu.
Výběr čerpacího zařízení na základě průměru studny a požadovaného tlaku
Pokud je již vyvrtána studna, kterou je třeba vybavit čerpacím zařízením, měli byste při výběru čerpadla určitého modelu věnovat pozornost také velikosti jejího průřezu. Tento parametr je zvláště důležitý, pokud je pro vybavení studny vybráno ponorné čerpadlo. Průměr těla hydraulického stroje by v takových případech měl být o něco menší než příčná velikost potrubí, které je instalováno v šachtě studny. Nejběžnější velikost potrubí, která se dnes používá pro instalaci do studní s ponornými čerpadly, je 4 palce, což je asi 100 mm.
Pokud se teprve chystáte vrtat studnu, můžete se o výběru konkrétního modelu čerpadla poradit se specialisty, kteří se na tomto postupu budou podílet. Při výběru povrchového čerpadla pro studnu je velmi důležité vzít v úvahu kvalitu druhé, nebo spíše obsah nerozpustných pevných inkluzí v jejím složení. Pokud jsou ve vodě takové nečistoty, měla by být čerpána pouze pomocí čerpadla vybaveného hrubým filtrem. Pokud tento požadavek zanedbáte, můžete se setkat s tím, že čerpací zařízení rychle selže nebo nebude fungovat vůbec.
Pokud čerpadlo není vybaveno vestavěným filtrem, musíte jej nainstalovat sami mezi hadici a přívodní potrubí
Dalším parametrem, který byste měli věnovat pozornost při výběru povrchového čerpadla pro vybavení studny, je maximální hodnota tlaku kapaliny, kterou takové zařízení může podporovat. Tento parametr, měřený v barech, je také uveden v technické dokumentaci hydraulického stroje. Chcete-li určit, jaký maximální tlak musí povrchové čerpadlo zakoupené pro vybavení studny vydržet, přidejte 30 k jeho hloubce a výslednou hodnotu zvyšte o dalších 10%. Chcete-li tedy obsluhovat studnu, z níž je třeba vodu čerpat z hloubky 15 metrů, musíte zvolit čerpadlo určené pro tlak 50 barů.
Další prvky
Aby čerpadlo, které čerpá vodu z různě hlubokých studní, fungovalo normálně po dlouhou dobu, musí být vybaveno dalšími technickými zařízeními. Zejména pokud voda čerpaná pomocí takového čerpadla obsahuje velké množství písku a jiných cizích látek, nedoporučuje se používat filtry. Použití filtrů umožňuje chránit vnitřní části čerpacího zařízení před mechanickým poškozením a předčasným opotřebením.
Kromě hrubých filtrů vyžaduje externí nebo povrchové čerpadlo další prvky dodatečného vybavení, mezi které patří zejména:
- ohebná hadice nebo kovová trubka, kterou bude čerpané kapalné médium stoupat na povrch;
- elektrické stroje, s nimiž bude čerpací zařízení připojeno k napájecí síti;
- zpětný ventil, který zabrání návratu čerpané kapaliny zpět do vrtu, který ochrání čerpadlo před tak negativním jevem, jako je chod naprázdno.
Kompletní schéma zapojení pro připojení povrchového čerpadla
Seznam vybavení a komponent
Povrchová čerpadla pro studny jsou navíc vybavena plovákovými spínači, pomocí kterých lze provoz takového zařízení provést automaticky. Použití plovákových spínačů umožňuje zapnout ponorné čerpadlo bez vaší účasti v okamžiku, kdy hladina vody ve studni dosáhne maximální přípustné hodnoty, a samostatně se vypnout, když voda v podzemním zdroji klesne příliš nízko.
Vzhledem ke zvláštnostem jeho konstrukce by povrchové čerpací zařízení mělo být provozováno na místě dobře chráněném před vysokou vlhkostí. Jako takové místo lze využít zejména speciálně upravené místo nebo jámu nacházející se v bezprostřední blízkosti šachty studny.
Povrchové čerpací stanice
Studny značné hloubky mohou být také vybaveny povrchovými čerpadly, ale v takových případech musí mít čerpací zařízení vysoký výkon. Je třeba mít na paměti, že jeho cena je poměrně vysoká. Sada takového zařízení kromě samotného povrchového čerpadla obsahuje hydraulický akumulátor a řadu dalších prvků doplňkového vybavení. Mezitím je vhodné použít povrchová čerpadla v případech, kdy hloubka studny, ze které musí být čerpána voda, nepřesahuje 20 metrů. Pokud je hloubka zdroje podzemního zásobování vodou větší než tento ukazatel, je lepší použít k jeho údržbě ponorné čerpací zařízení.
V případě, že je potřeba povrchové čerpadlo k čerpání vody ze studny, která se vyznačuje vysokým obsahem písku, je třeba takové zařízení použít nejen ve spojení s filtrem, ale také se speciální jímkou.
Povrchová samonasávací čerpací stanice
Před výběrem externího čerpadla pro vybavení studny musíte přesně určit účel použití takového zařízení. Pro údržbu mělkých studní je docela vhodný levný model čerpadla s nízkým výkonem. K čerpání vody ze studní značné hloubky budete muset zakoupit dražší zařízení a vybavit je řadou dalších technických zařízení.
Moderní trh nabízí širokou škálu povrchových čerpadel od zahraničních i domácích výrobců, což vám umožňuje vybrat takové zařízení v souladu s konkrétními úkoly. Konzultace se zástupci obchodních společností zapojených do prodeje takových čerpadel, stejně jako uživatelské recenze, které lze snadno najít na internetu, vám umožní udělat správnou volbu.
Většina majitelů venkovských domů a chat vybavuje své pozemky pro domácnost studnou nebo studnou, což umožňuje mít vždy k dispozici potřebné množství vody jak pro domácí potřeby, tak pro zalévání zelených ploch. V případě, že hloubka zdroje nepřesahuje 10 metrů, používají se k jeho vybavení povrchová čerpadla. Různé modely takových zařízení nabízené moderním průmyslem se od sebe liší jak designem, tak technickými vlastnostmi.
Je velmi důležité vědět, jak vybrat povrchová čerpadla pro konkrétní aplikace, aby byla zajištěna požadovaná účinnost tohoto zařízení. Navíc, aby čerpadlo povrchového typu dlouhodobě fungovalo bez abnormálních situací, je nutné jej správně uvést do provozu a také zajistit jeho pravidelnou údržbu.
Povrchová čerpadla jsou možná nejoblíbenějším typem zařízení, které řeší problém dodávky vody na zahradní pozemek a venkovský dům.
Co jsou povrchová čerpadla
Povrchová čerpadla během provozu nejsou ponořena do čerpaného kapalného média – jsou umístěna na povrchu země, v těsné blízkosti zdroje vody. Nejčastěji se čerpací zařízení tohoto typu používají k čerpání vody ze zdrojů studní, protože hloubka, ze které mohou účinně čerpat kapalné médium, není větší než 10 metrů.
Povrchové čerpadlo se také používá k čerpání vody ze sklepa nebo sklepa domu a také k čerpání kapalného média ze studní umístěných na pohyblivém písku. Čerpadla na povrchovou vodu jsou snadno ovladatelná. Pro provádění údržby takových zařízení není potřeba je vyjímat z čerpaného média. Vyznačují se také svou všestranností: jsou stejně úspěšně vybaveny systémy zásobování vodou a sanitárními systémy, jakož i drenážními systémy a systémy, pomocí kterých jsou zelené plochy zavlažovány na osobním pozemku.
Povrchové čerpadlo je schopno čerpat vodu z blízké vodní plochy do vodních rostlin
Designové prvky a odrůdy
Základem návrhu jakéhokoli čerpadla povrchové vody jsou tři uzly:
- pohonná jednotka, jejímž základem je hnací motor;
- tlaková jednotka, jejímž prostřednictvím se v pracovní komoře zařízení vytváří podtlaková a tlaková zóna;
- blok, pomocí kterého jsou ovládány pohonné a výtlačné jednotky hydraulického stroje.
Zařízení povrchového čerpadla
Podle své konstrukce a principu činnosti může být čerpadlo povrchové vody jedním z následujících typů zařízení:
- zařízení typu vír;
- odstředivé povrchové čerpadlo;
- čerpací jednotky vybavené externím ejektorem.
Schéma instalace povrchového čerpadla s externím ejektorem
Vodní povrchové čerpadlo vírového typu je levný a kompaktní hydraulický stroj, který je schopen generovat průtok vody s tlakem vyšším než u modelů odstředivého typu. Mezitím, levné povrchové vírové čerpadlo má nízkou účinnost (asi 45 %), zařízení tohoto typu nelze použít k čerpání kapalného média, které obsahuje velké množství písku nebo jiných pevných nerozpustných inkluzí. Základem konstrukce povrchových čerpadel tohoto typu je oběžné kolo, vybavené velkým počtem lopatek, které tvoří proudění čerpaného kapalného média požadované charakteristiky.
Typy oběžných kol pro povrchová čerpadla
Povrchové odstředivé čerpadlo je dražší zařízení, které si efektivně poradí s čerpáním kapalného média, v jehož proudu jsou vzduchové bubliny a zátky, které mohou vést ke vzniku pulzujících procesů. Navzdory skutečnosti, že čerpací zařízení tohoto typu se vyznačují poměrně vysokou účinností, nedokážou si poradit ani s čerpáním kapalných médií vyznačujících se vysokou úrovní znečištění. Hlavním pracovním tělesem odstředivých povrchových čerpadel je oběžné kolo, jehož rotace je přenášena pomocí rotoru spojeného s hřídelí hnacího motoru.
Povrchové čerpadlo pro studnu nebo studnu, vybavené externím ejektorem, se dnes prakticky nepoužívá, protože bylo nahrazeno čerpadlem ponorného typu, které se vyznačuje vyšším výkonem.
Jednooběžná monobloková povrchová čerpadla jsou kompaktní a tichá
Odstředivé čerpací zařízení
Povrchová (externí) odstředivá čerpadla, jak bylo uvedeno výše, čerpají kapalné médium otáčením oběžného kola vybaveného speciálními lopatkami. Lopatky tohoto kola, poháněné hřídelí elektromotoru, vytvářejí ve střední části pracovní komory podtlak, který zajišťuje nasávání kapalného média do ní vstupním potrubím a zvýšení tlaku čerpané kapaliny. u stěn komory, což přispívá k vytlačování vody do tlakového potrubí.
Povrchová čerpadla odstředivého typu jsou schopna přečerpat dostatečně velký objem kapaliny za jednotku času, ale nejsou schopna vytvořit velkou dopravní výšku čerpaného kapalného média.
Nejčastěji se povrchová odstředivá čerpadla, vzhledem k výše uvedeným charakteristikám, používají k vybavení zavlažovacích systémů pro zelené plochy. Další kritickou nevýhodou čerpacích zařízení tohoto typu je to, že během provozu vydávají velký hluk.
Odstředivá čerpadla s více oběžnými koly poskytují vyšší dopravní výšku
Vírové čerpací zařízení
Povrchová čerpadla, patřící do kategorie vírových, se používají především pro studny a studny s malou hloubkou. Povrchové elektrické čerpadlo tohoto typu je schopno vytvořit nejsilnější možný tlak čerpané kapaliny (ve srovnání s jinými externími čerpacími zařízeními). To je zajištěno tím, že kapalné médium nasávané ze studny nebo studny do vnitřní pracovní komory hydraulického stroje je vystaveno turbulenci, která výrazně zvyšuje energii proudění.
Povrchová čerpadla vírového typu, která jsou založena na oběžném kole a spirálových drážkách na stěnách vnitřní pracovní komory, i když se vyznačují nižší sací schopností než modely odstředivé kategorie, jsou schopna vytvořit proud tekutiny pohybující se potrubní systém pod značným tlakem.
Povrchové čerpadlo vírového typu QB-60 o výkonu 370 W poskytuje tlak vody až 36 m s maximální hloubkou ponoru 6 m
Výhody a nevýhody externích čerpadel
Nejvýznamnější výhody povrchových čerpadel pro soukromý dům nebo chatu jsou:
- kompaktní velikost a nízká hmotnost;
- přijatelné náklady (ve srovnání s cenou čerpacích zařízení jiných typů);
- snadná instalace, kterou lze provést, aniž byste měli speciální znalosti, dovednosti a zkušenosti;
- snadná obsluha a údržba;
- schopnost pracovat s vodní vrstvou, jejíž tloušťka nepřesahuje 60 cm (pokud je vrstva kapalného média ve studni nebo studni charakterizována tak malou tloušťkou, pak není možné použití ponorných čerpadel);
- chlazení vzduchem, nikoli kapalinou;
- možnost vytvoření proudu kapalného média, vyznačujícího se výrazným tlakem;
- dostatečně vysoká účinnost;
- není potřeba napájení přímo do oblasti příjmu vody;
- vysoká spolehlivost a dlouhá životnost;
- vysoká stabilita provozních parametrů i při přítomnosti vzduchových kapes v obsluhovaném potrubním systému.
Povrchová čerpadla Grundfos nejsou levná, ale jsou spolehlivá, tichá a nenáročná na vnější podmínky.
Čerpací zařízení instalovaná na povrchu Země mají přirozeně řadu nevýhod, včetně:
- dostatečně vysoká citlivost na přítomnost různých nečistot ve složení čerpaného kapalného média;
- omezení hloubky studny nebo studny (tento parametr nesmí přesáhnout 9–10 metrů);
- prudký pokles účinnosti a spolehlivosti při použití ve spojení s externím ejektorem;
- vysoká hladina hluku (až 50 decibelů);
- nutnost naplnit tlakové potrubí vodou před zahájením práce.
Rozpočtové čerpadlo Wilo PB-088EA navzdory nízkým nákladům funguje důstojně a není uspokojivé
Doporučení pro výběr
Při výběru povrchového čerpadla pro letní sídlo nebo venkovský dům byste se měli nejprve rozhodnout o hlavních úkolech, pro které je takové zařízení zakoupeno. Při výběru čerpadla pro venkovní provoz byste se měli zaměřit na řadu základních technických parametrů takového zařízení.
Pro zavlažování zahrady
Pokud se plánuje použití povrchového čerpadla k zalévání letní chaty nebo pozemku venkovského domu, měla by být hlavní pozornost věnována následujícím parametrům vybraného zařízení.
- Produktivita, měřená objemem vody, kterou je zařízení schopno přečerpat za jednotku času. K tomu, aby zahradní čerpadlo dokázalo zajistit kvalitní zavlažování zelených ploch, stačí, aby jeho produktivita byla asi jeden kubický metr čerpané vody za hodinu provozu.
- Hloubka studny nebo studny, s kůrou, zahradní čerpadlo odčerpá vodu. Měli byste také vzít v úvahu poměr “vertikální – horizontální”, který by měl být 1:4. Pokud se tedy použije povrchové čerpadlo k čerpání vody z hloubky dvou metrů, musí být osm metrů od zdroje vody. V případě, že celková délka svislé a vodorovné části potrubí je větší než 12 metrů, měly by být pro vybavení takového systému použity trubky s vnitřním průřezem zvětšeným o 1/4 palce.
- Při výběru hodnoty tlaku, kterou může povrchové čerpadlo poskytnout, byste se měli zaměřit na nejvzdálenější bod příjmu vody.
Pro domácí zásobování vodou
Čerpadla povrchového typu se také úspěšně používají k zajištění provozu autonomních vodovodních systémů pro obytná zařízení. Při výběru povrchového čerpadla, které se plánuje použít k řešení takového problému, je třeba se řídit celkovým objemem spotřeby vody ve všech místech příjmu vody a také tlakem toku kapaliny, který musí být poskytovaných v takových bodech. Pro výběr povrchového čerpadla podle těchto parametrů se můžete zaměřit na následující údaje.
- K zajištění vody do domu, ve kterém žijí 4 lidé, je zapotřebí čerpadlo, jehož produktivita je 3 m 3 / h.
- K zajištění vody do domu, ve kterém žijí dvě rodiny, je zapotřebí čerpadlo, jehož produktivita je 5 m 3 / h.
- Čtyřrodinný dům potřebuje čerpadlo o výkonu 6 m 3 /hod.
- Pro zajištění vody na osobní pozemek by měl být výkon vybraného povrchového čerpadla zvýšen o hodnotu rovnou 1 m 3 / hod.
Pokud je čerpadlo povrchového typu provozováno v oblastech, kde nejsou neobvyklá období sucha, měl by být jeho výkon zvýšen o dalších 40–50 %.
Pravidla připojení
K vybavení studny nebo studny povrchovým čerpacím zařízením budete potřebovat následující součásti a spotřební materiál:
- kování;
- hadice, kterými bude hydraulický stroj připojen k sacímu a výtlačnému potrubí;
- zpětný ventil a sítko pro hrubé čištění čerpaného kapalného média;
- hydraulický akumulátor, jehož úlohou je udržovat požadovanou úroveň tlaku ve vytvářeném potrubním systému;
- hadice, kterými bude čerpadlo připojeno k akumulátoru;
- manometr;
- tlakový spínač, který automaticky zapíná a vypíná čerpadlo v situacích, kdy je potřeba.
Schéma zapojení povrchového čerpadla
Doporučená schémata připojení čerpadla k napájecímu zdroji
Pro instalaci čerpadla povrchového typu by měla být připravena stabilní horizontální plošina, dobře chráněná před srážkami a kapkami čerpaného kapalného média. Bezprostředně před spuštěním zařízení musí být jeho přívodní potrubí a vnitřní komora zcela naplněny vodou, což zabrání chodu zařízení naprázdno.
