System wydobycia wody z buforem

Opis studni wierconej wraz z autmatyką wydobycia wody opartej o histerezę ciśnienia


Autor: Jakub Król



Tak jak zostało obiecane, dzisiaj poruszymy temat wydobywania wody przez pompę głębinową oraz użycie zbiornika ciśnieniowego przeponowego jako bufor Na początku, znając już nasz maksymalny wydatek wody z drugiego postu dobierzemy pompę, a następnie przejrzymy schemat podłączeniowy, aby zobaczyć jak presostat steruje załączaniem pompy.

W poprzednim poście wyliczaliśmy zużycie wody poprzez poszczególne sekcje.

  • Sekcja zraszaczy statycznych wynurzalnych: 77,2 l/min
  • Sekcja mini-zraszaczy statycznych niewynurzalnych: 50,7 l/min
  • Sekcja lini kroplujacej granicznej: 12,2 l/min
  • Sekcja lini kroplujacej wewnętrznej: 13,94 l/min
Powyższe wyliczenia pokazują, że potrzebujemy pompy, która da nam wydajność conajmniej 77,2l l/min
Wybrana pompa - 4SD3-14, charakteryzuje się parametrami 95 l/min oraz może podnieść wodę na wysokość 103m (10 bar)
Pompa ma być zanurzona na 20m, tak więc odczytujemy jej wydajność z charakterystyki.




Odczytujemy, że przy pompie 4SD3-14 po 20 metrach wydobycia będziemy mieli ciśnienie 8 bar (jeszcze na 80 metrów będzie mogła podnieść wodę) oraz wydatek wody na poziomie 85 l/min co nas zadowala. Jednak nie zawsze potrzebujemy aż taki duży wydatek wody, dlatego też potrzebujemy bufor wody (magazyn ciśnieniowy), pozwoli nam on przedłużyć życie pompy, a po zastosowaniu reduktora ciśnienia zapewni stabilne oraz odpowiednie ciśnienie zasilania elementów wykonawczych.


Przyjrzyjmy się więc schematowi:

Kolejno, zaczynając od dołu schematu (pompy):

  • Pompa głębinowa 4SD3-14 o średnicy 101mm (4") zanurzona na 20m w studni wierconej o średnicy 125mm
  • Zawór zwrotny 1 i 1/2" niepozwalający wodzie uciekać z rury (zapobiega pompowaniu powietrza)
  • Po wyjściu ze studni wierconej do studni kręgowej mamy kołnierz studni oraz zawór kurkowy 1 i 1/2"
  • Filtr dyskowy 1 i 1/2", 125 mikronów - przeciwko zanieczyszczeniom mogącym zapchać dysze (w szczegolności kroplowniki)
  • Zawór zwrotny 1", mógłby się tutaj znaleźć też zawór kurkowy, aby można było bez spustu zbiornika buforowego wyczyścić filtr dyskowy
  • Zbiornik przeponowy 150 litrów o ciśnieniu w przeponie 1,3 bar, który służy jako bufor/magazyn wody.
  • Złącze pięciodrożne do którego mamy podłączony:
    • presostat (załączany przy ok. 2,4 barach oraz wyłączany przy 6 barach) realizujący sterowanie trójstawne z histerezą
    • manometr pokazujacy aktualne cisnienie
    • korek
    • wejście wody ze zbiornika przeponowego 1""
    • wyjście wody do elektrozaworów 1"
  • Zawór redukcyjny ustawiony na 2 bary, aby pomimo zmiany ciśnienia na zbiorniku utrzymywał on zadane ciśnienie w instalacji(starta max ok. 0.4-0.5 bar, charakterystyka w galerii na dole strony)
  • Zawór kurkowy
  • Skrzynki z elektrozaworami 1" sterującymi 4 sekcjami oraz kranem 1/2" z zaworem kurkowym
Warto zwrócić uwagę, że filtr dyskowy, zawory zwrotne, a natępnie nawet i kolanka oraz sama rura wywiera pewien opór na płynącą wodę co wpływa negatywnie na nasze ciśnienie.

Pompa przystosowana jest do sieci 230V przez producenta, więc bezproblemu możemy przyłączyć ją do sieci domowej 230V.
Producent dołącza puszkę w której zastosowano kondesator do przesunięcia fazowego:

Warto również tutaj wspomnieć, że producent zaleca aby pompa nie była zalączana częściej niż co 2 minuty.


Zmierzono, że przy histerezie ciśnienia 2,4-6 bar (2 bary za reduktorem) oraz przeponie napompowanej do 1,3 bar (zalecenie producenta), zbiornik może wydać ok. 40l wody. Policzmy czy pompa będzie miała optymalne czasy załączania:

Wzór: " poj. zbiornika / aktywny wydatek wody + poj.zbiornika / (wydajnosc pompy - aktywny wydatek wody) "
*pojemność zbiornika to ilość wody przy histerezie 2.4-6bar

  • Dla sekcji granicznej o wydatku wody 12,2l /min oraz dla sekcji kroplującej wew. o wydatku 13,94 l/min, czas opróżnienia buforu będzie wynosił odpowiednio ok. 3,5 minuty oraz ok. 3 minuty
  • Sekcja zraszaczy statycznych wynurzalnych ma wydatek wody bardzo zbliżony do wydajności pompy, wypróżnienie zbiornika potrwa ok 30 sekund (77l/min), a ponowne napełnienie zbiornika przy aktywnym wydatku wody wyniesie 5 minut (zakładając b.duże liniowe przybliżenie: 40l / (85 l/min - 77 l/min) = 5 minut), w sumie okres ok. 5,5 minuty.
  • Dla mini-zraszaczy statycznych o wydatku wody 50,7l/min czas opróżnienia wyniesie ok 50 sekund. Przy aktywnym wydatku wodny ponowne napełnienie wyniesie ok. 1m i 25s (40l / (85 l/min - 51 l/min)) - w sumie okres ok. 2 minut.
Podsumowując powyższe obliczenia, widzimy że spełniamy założenia producenta. Przybliżając liniowo, przy zastosowanych częściach, niedopuszczalny wydatek wody oscyluje na poziomie od ok. 33 l/min do 51 l/min, chociaż jak widać są to nieznaczne wartości (możliwe, że wynikające tylko i wyłącznie z przybliżenia liniowego)

Bez zastosowania tak dużego zbiornika (150l) oraz zaworu redukującego ciśnienie byłoby to niemożliwe oraz dodatkowo "męczyłoby" pompę, a same elementy wykonawczne (wydające wodę) nie wytrzymały by ciśnienia.