Woda z własnej studni

Dodano: wtorek, 05 czerwca 2018 08:18
Woda z własnej studni

Przy braku dostępu do sieci wodociągowej trzeba wykonać własne ujęcie wody - najczęściej w formie studni wierconej, a sposób czerpania jest uzależniony od głębokości zalegania pokładów wodonośnych. Konieczne też będzie wyposażenie instalacji zasilającej w zbiornik ciśnieniowy oraz niezbędną armaturę regulacyjną i ochronną.

Jaką metodą wykonać studnię do ujęcia czystej wody?

Wybór rodzaju studni uzależniony jest od miejscowych warunków hydro-geologicznych, a więc dostępności wód podziemnych, jak również docelowego sposobu korzystania ze studni. W praktyce zaniechano już prawie zupełnie wykonywania studni kopanych, kręgowych na rzecz studni wierconych różnymi technikami.

Zalety i wykonanie studni wierconej

Studnie wiercone pozwalają na czerpanie wody ze znacznych głębokości i zapewniając przy tym dużą wydajność zasilania. W korzystnych warunkach poziom wody po wykonaniu odwiertu może znacznie się podnieść (tzw. studnia sub-atezyjska) , zatem nawet przy głębokich odwiertach nie zawsze będzie konieczna instalacja pompy głębinowej. Średnica rury osłonowej w studni wierconej musi umożliwiać wprowadzenia do środka rury ssawnej z zaworem zwrotnym lub pompy głębinowej.

Jako typowe średnice rur przyjmuje się 100-125 mm przy budowie studni zasilającej niewielki obiekt np. dom jednorodzinny. Studnia musi zapewniać utrzymywanie się w niej dostatecznego poziomu wody, który przy czerpaniu za pomocą pompy ssąco-tłoczącej nie powinien być mniejszy niż 1 m nad koszem ssawnym, a przy instalacji pompy głębinowej co najmniej 2 m powyżej odcinka filtracyjnego rury osłonowej.

Górny odcinek rury osłonowej odwiertu umieszczany jest w studzience, która zabezpiecza przed przedostawaniem się zanieczyszczeń oraz zamarznięciem. Studzienki o głębokości ok. 1,5 m wykonywane są np. z betonowych kręgów i zamykane szczelną pokrywą. Jej krawędź powinna wystawać na 20 cm ponad otaczający teren i przez boczną ściankę studzienki przechodzi rura łącząca pompę z instalacją wewnętrzną budynku.

W przypadku instalowania pompy głębinowej do studzienki doprowadzany jest prąd, a na rurze osłonowej montowana głowica umożliwiająca zawieszenie pompy i wyprowadzenie rury tłocznej.

Dobór pompy do ujęcia czystej wody

Wybór rodzaju pompy do czerpania wody ze studni uzależniony jest od głębokości lustra wody względem poziomu na jakim ustawiona będzie pompa. Jeśli nie przekracza ona 8 m można wykorzystać pompę ssąco-tłoczącą tzw. samozasysającą, jednak przy głębokości zbliżonej do tej wartości, trzeba zwrócić uwagę na stabilność poziomu wody, gdyż przy intensywnym poborze może on znacznie się obniżyć i w efekcie pompa przestanie pobierać wodę. Ograniczenie głębokości wynika z możliwego do wytworzenia przez wirnik pompy podciśnienia, które zasysa wodę, a nie może być ono większe niż równoważne ciśnienie atmosferyczne, które odpowiada słupowi wody o wysokości ok. 10 m.

Ograniczeń takich nie mają pompy głębinowe, które funkcjonują jako tylko tłoczące, zanurzone całkowicie w wodzie. Oba rodzaje pomp agregatowane są z silnikiem elektrycznym i przy wyborze takiego zestawu trzeba zwrócić uwagę również na sposób jego zabezpieczenia Standardowo powinien on mieć zabezpieczenie przed przegrzaniem, przeciążeniem i pracą na tzw. suchobiegu, gdy z jakiś względów ustanie dopływ wody. Niektóre silniki zasilane są poprzez falownik, który umożliwia regulację wydajności pompy zależnie od ciśnienia w instalacji, a także umożliwia tzw. miękki start (ograniczenie prądu rozruchu).

Istotne parametry pompy do wody czystej

Podstawowymi parametrami decydującymi o doborze pompy do zasilania domowej instalacji wodnej są tzw. charakterystyki pracy pompy określające zależności między wydajnością tłoczenia wody, a wysokością podnoszenia. Obie te wartości są ściśle ze sobą powiązane i na podstawie takiego wykresu sprawdzany jest punkt pracy pompy - czy powala ona na uzyskanie założonej wydajności przy wymaganym ciśnieniu. Nie można więc przy doborze pompy kierować się jedynie podawanymi przez producentów maksymalnymi parametrami pracy.

Charakterystyka hydrauliczna pomp samossących JES/JE EBARA
Charakterystyka hydrauliczna pomp samossących JES/JE EBARA

Przykładowo pompa z informacją określającą wydajność na 200l/min i maksymalną wysokością podnoszenia 60 m, w rzeczywistości przy wysokości podnoszenia np. 40 m uzyska wydajność jedynie 60l/min.

W typowych instalacjach dla domów jednorodzinnych można przyjąć, że pompa powinna zapewniać po stronie tłocznej ciśnienie 0,35-0,4 MPa (co odpowiada wysokości słupa wody odpowiednio 35-40 m), przy wydajności co najmniej 20-30 l/min. Zatem dobierając pompę instalowaną na powierzchni i na wysokości 7 m nad lustrem wody, to przy ciśnieniu na wejściu do instalacji równym 0,35 MPa (3,5 bara) wysokość podnoszenia wyniesie 7 m + 3,5 bara x 10 m = 42 m. Przy pompach głębinowych, do wymaganego ciśnienia w instalacji dodaje się różnice poziomów między zbiornikiem ciśnieniowym, a lustrem wody w studni.

Instalacja wodna zależy od rodzaju pompy

Konfiguracja układu doprowadzenia wody z własnej studni zależy od rodzaju montowanej pompy. Są 2 możliwe rozwiązania: pompa ssąco-tłocząca lub pompa głębinowa.

Pompa samozasysająca (ssąco-tłocząca) JES/JE z oferty firmy EBARA
Pompa samozasysająca (ssąco-tłocząca) JES/JE z oferty firmy EBARA

Pompy ssąco-tłoczące nazywane też samozasysającymi

Pompy ssąco-tłoczące nazywane też samozasysającymi montowane są najczęściej jako kompletne zestawy hydroforowe z agregatem pompowym, zbiornikiem przeponowym i układem sterowania. Zestaw taki umieszczany może być w pomieszczeniu gospodarczym, w piwnicy lub ostateczności w kuchni bądź łazience.

Kompletne, domowe zestawy hydroforowe 1 GPS i 1 GPH z oferty firmy EBARA
Kompletne, domowe zestawy hydroforowe 1 GPS i 1 GPH z oferty firmy EBARA

Jeśli instalacja wodna zasilana jest przez pompę samozasysającą połączenia z rurami: ssąca i tłoczną należy wykonać przy użyciu odcinków rur elastycznych. Zapobiega to przenoszeniu drgań na instalację i rozszczelnianiu się połączeń. Po stronie ssawnej należy zamontować przewód spiralny, który pod wpływem podciśnienia nie ulegnie zagnieceniu. Natomiast po stronie tłocznej można założyć popularny, giętki wężyk w oplocie metalowy.

Dobór zbiornika ciśnieniowego

Istotny wpływ na wybór miejsca ustawienia hydroforu ma wielkość zbiornika ciśnieniowego. Od jego pojemności zależy bowiem częstotliwość załączania się pompy, która nie powinna włączać się częściej niż 15-30 razy w ciągu godziny - zależnie od zaleceń producenta. Określenie optymalnej pojemności zbiornika nie jest proste, gdyż trudno przewidzieć jaki faktycznie będzie pobór wody w różnych porach doby.

Pojemność zbiornika powinna być raczej dostosowana do przepływów krótkotrwałych występujących w pewnych odstępach czasu, gdyż gromadzenie dużej objętości wody np. do kąpieli nie jest niczym uzasadnione.

Trzeba też pamiętać, że pojemność dyspozycyjna zbiornika przeponowego wynosi ok. 40% jego pojemności nominalnej, a na częstotliwość załączeń wpływa też ustawienie histerezy wyłącznika ciśnieniowego. Histereza jest to różnica ciśnień, przy którym następuje włączenie i wyłączenie pompy i powinna wynosić ok. 0,1 MPa.

Zbiorniki ciśnieniowe z oferty firmy Hydro-Vacuum
Zbiorniki ciśnieniowe z oferty firmy Hydro-Vacuum 

Pompy głębinowe

Układy zasilania z pompą głębinową zawierają te same elementy co z pompą ssąco-tłoczącą, z tym że agregat pompowy umieszcza się bezpośrednio w studni, a zbiornik i aparaturę sterującą wewnątrz domu.

Przy instalacji pomp głębinowych trzeba zwrócić uwagę na zabezpieczenie przed uszkodzeniem kabla zasilającego silnik. W żadnym razie nie może on służyć do opuszczania pompy czy być narażony na obciążenia. Przy znacznych głębokości studni należy zamocować go do rury tłocznej za pomocą plastikowych obejm. Redukuje to naprężenia rozciągające pod własnym ciężarem przewodu.

Pompy głębinowe do ujęć wody pitnej z oferty firmy Hydro-Vacuum
Pompy głębinowe do ujęć wody pitnej z oferty firmy Hydro-Vacuum

autor: Cezary Jankowski
oprac.: Aleksander Rembisz
zdjęcie otwierające: Wilo
zdjęcia w tekście: Ebara, Hydro-Vacuum