Giluminio siurblio parinkimas gręžiniui

Norint parinkti optimalų gręžiniui siurblį, kuris veiks 100% efektyviai ir patikimai, būtina žinoti keletą svarbių parametrų:

Vandens gręžinio gylis – parametras nurodantis, kokiame gylyje yra vandens gręžinio dugnas.

Dinaminis vandens lygis – labai svarbus gręžinio parametras. Dinaminis vandens lygis yra atstumas nuo žemės paviršiaus iki vandens paviršiaus siurblio veikimo metu. Giluminiai vandens siurbliai eksploatuojami tik pilnai panardinti po vandeniu. Siurbliai montuojami taip, kad panardinimo gylis siurblio nuolatinio veikimo metu būtų ne mažesnis 1-2 metrai, t.y. bent 1-2 metrais žemiau gręžinio dinaminio lygio. Taip pat skaičiuojant maksimalų vandens siurblio slėgį (pakėlimo aukštį), įvertinamas aukščių skirtumas nuo dinaminio vandens lygio iki viršutinio vandens tiekimo taško.

Statinis vandens lygis – atstumas nuo žemės paviršiaus iki vandens lygio gręžinyje, kai vandens gręžinys kurį laiką nebuvo eksploatuojamas ir vandens lygis nusistovėjo. Atėmus statinį vandens lygį iš vandens gręžinio gylio, galima apskaičiuoti vandens stulpo aukštį gręžinyje.

Statinis ir dinaminis vandens lygiai gręžinyje

Vandens gręžinio debetas – kitaip dar vadinamas vandens gręžinio našumas. Parametras, parodantis gaunamo iš gręžinio vandens kiekį per laiko vienetą (m3/h arba l/min). Viršijus numatytą vandens gręžinio debetą, net ir esant pakankamam dinaminiam lygiui, po kurio laiko yra suardomas aplink gręžinio filtravimo koloną esantis natūralus filtras (žvyro ir išrūšiuoto smėlio sluoksnis susidaręs pirminio gręžinio išsiurbimo ir normalaus eksploatavimo metu).

Gręžinio skersmuo – įtakoja siurblio parinkimą, 4 arba 6 coliai (100mm arba 150mm). Siurblys neturėtų būti pernelyg didelio skersmens, nes jį bus sudėtinga montuoti. Bet taip pat vandens siurblys negali būti ir pernelyg mažo skersmens, kitaip siurblio veikimo metu nesusidaro vandens sūkuriai, kurie būtini patikimam siurblio variklio aušinimui (rekomenduojamas pratekančio vandens srauto greitis: 8 – 20 cm/s).

Visi aukščiau paminėti parametrai yra nurodomi vandens gręžinio pase. Kartais papildomai nurodomas ir rekomenduojamas siurblio pakabinimo gylis. Kai gylis nėra nurodomas, siurblį rekomenduojama kabinti kuo giliau, bet turi būti išlaikytas bent 1 metro atstumas nuo gręžinio filtravimo zonos.

Vandens gręžinio parametrai nusako maksimalias gręžinio galimybes, bet normaliomis eksploatavimo sąlygomis jos 100% neišnaudojamos.

Parenkant siurblį individualiems poreikiams nepakanka vien tik informacijos apie gręžinį. Svarbu žinoti atstumą nuo gręžinio iki namo, numatomą vandens suvartojimą ir aukščiausią vandens naudojimo tašką – maksimalų vandens pakėlimo aukštį (pvz. dušas antrame aukšte).

Koks yra atstumas nuo gręžinio iki tolimiausio vandens vartojimo taško? Ir koks vamzdis bus (arba jau yra) naudojamas? Vandens vartojimo metu vandens srautas yra didelis, todėl net ir horizontalus vamzdis sukelia pasipriešinimą vandens judėjimui dėl skysčio klampumo ir vamzdyno vidaus sienelių nelygumų. Atitinkamai didesnis siurblio našumas sukelia aukštesnį pasipriešinimą. Preliminariems paskaičiavimams galima daryti prielaidą, kad 10 metrų horizontalaus vamzdyno atitinka 1 metrą pakėlimo į viršų (arba 100 metrų horizontalaus vamzdžio sukelia 1 bar slėgio pasipriešinimą).
Tikslesnius siurblio pakėlimo aukščio skaičiavimus galima atlikti šioje pateiktoje skaičiuoklėje, įvedus reikšmes į atitinkamus langelius:
– našumą (m³/h arba l/min)
– vamzdžio skersmenį (mm)
– vamzdžio medžiagą, iš kurios jis pagamintas (pvz. HDPE -plastikas)
– vamzdžio ilgį (m)
– vertikalų aukščių skirtumą nuo dinaminio vandens lygio iki aukščiausio vandens naudojimo taško (pvz. dušo antrame aukšte) (m)

Koks yra vandens suvartojimo poreikis, t.y. koks reikalingas  maksimalus našumas?  Suvartojamo vandens kiekis labai priklauso nuo žmonių kiekio, laistymo sistemos naudojimo (laistymo sistemos purkštukai, kad tinkamai veiktų, reikalauja aukšto slėgio ir didelio vandens debeto) ir kitų faktorių.  Namuose esančių prietaisų vidutinės vandens vartojimo normos:

• Praustuvė: 0,06 m³/val.
• Klozetas: 0,08 m³/val.
• Virtuvės kriauklė: 0,30 m³/val.
• Dušas: 0,50 m³/val.
• Vonia: 0,30 m³/val.
• Skalbimo mašina: 0,05 m³/val.
• Indų plovimo mašina: 0,02 m³/val.
• Sauna, pirtis arba baseinas: 1,00 m³/val.
• Laistymo čiaupas: 1,00 m³/val.
• Laistymo sistemos purkštukas: 1,50 m³/val.

Jei visi aukščiau paminėti parametrai žinomi, galima pereiti prie konkrečių techninių reikalavimų siurbliui formulavimo – reikiamas siurblio našumas ir užtikrinamas slėgis (pakėlimo aukštis) prie nurodyto našumo, kitaip tariant, surandamas siurblio darbo taškas. 

Reikiamą našumą galima nesunkiai apskaičiuoti pagal aukščiau patektus duomenis – reikia susumuoti visą maksimaliai įmanomą poreikį vienu momentu. Pavyzdžiui, jei bendras momentinis vandens suvartojimas siekia 3 m³/val. Tai reiškia, kad tokio namo poreikius atitiks siurblys, kurio našumas yra ne mažesnis nei 3 m³/val. Svarbu, kad poreikis neviršytų gręžinio debeto. Jei gręžinio debetas yra nepakankamas, rekomenduojama pvz. atsisakyti laistymo sistemos arba jungti sistemos purkštukus atskirai po vieną.

Skaičiuojant reikiamą vandens siurblio slėgį,  svarbu įvertinti tai, kad viršutiniame vandens suvartojimo taške turi būti užtikrintas būtinas minimaliam komfortui apie 2 bar perteklinis slėgis. Paprastai vandens siurblių slėgis yra dažnai nurodomas ne barais, o vandens stulpo metrais (1 bar atitinka 10 metrų). Galima nesunkiai apskaičiuoti reikalingą slėgį pagal formulę:
H = Hp + Hmax + Hd +Hv
H – reikiamas siurblio slėgis (arba pakėlimo aukštis, darbinis taškas), Hp – perteklinis slėgis (dažniausiai Hp = 20m), Hmax – viršutinio vandens vartojimo taško aukštis, Hd – dinaminis gręžinio vandens lygis, Hv – vamzdžių, alkūnių, lenkimų sukeliamas pasipriešinimas (hidrauliniai nuostoliai).

Reikiamas siurblio slėgis (pakėlimo aukštis)

Dažna klaida šiuose apskaičiavimuose yra vandens kėlimo aukščio skaičiavimas ne nuo Hd lygio, o nuo vandens siurblio pakabinimo lygio arba viso gręžinio gylio. Svarbu suvokti, kad vandens slėgis priklauso nuo vandens aukščių skirtumų. Siurblio veikimo metu vandens lygis gręžinyje atitinka dinaminį lygį ir nepriklauso nuo siurblio pakabinimo gylio.

Žinant reikiamą darbo tašką ir pagal jį pradėjus ieškoti siurblio parinkimo lentelėse, galima pastebėti, kad keli giluminiai siurbliai prie apskaičiuoto kėlimo aukščio H (m) gali išvystyti tokį pat našumą Q. Todėl labai svarbu atkreipti dėmesį į slėgį (kėlimo aukštį), kuriame siurblys išvysto optimalų našumą, t.y. siurblio variklis dirba su maksimaliu naudingumu aukščiausiame efektyvumo taške, suvartodamas mažiausiai elektros energijos ir mažiausiai nusidėvintis. Tam gamintojai siurblių darbo kreivių lentelėse nurodo ir siurblio naudingo veikimo kreivę.

Pavyzdys (renkantis iš STAIRS gamintojo siurblių): Reikalingas siurblys, kurio darbo taškas: Q (našumas) ≈ 2,2 m³/h ir pakėlimo aukštis prie nurodyto našumo H ≈ 47 m. 

STAIRS gamintojo ST serijos 4” giluminių siurblių kataloge galima rasti keletą siurblių (ST0720, ST1308, ST2508, ST1010), kurie gali užtikrinti šį darbo tašką, tačiau tik ST1010 būtent šiame darbo taške dirbs efektyviausiai, t.y. su aukščiausiu naudingumo koeficientu. Kiti išvardinti siurbliai būtų blogas pasirinkimas, nes šiame darbo taške dirbtų su didesnėmis energijos sąnaudomis, per toli į kairę ar dešinę nuo jų aukščiausio efektyvumo taško, kas sukeltų neigiamas pasekmes, kurių laiku nepašalinus, siurblio gedimas neišvengiamas.

Vaizdo įrašas apie gręžinių siurblių įrangos tinkamą pasirinkimą: