Jaka pompa najlepiej nadaje się do nawadniania ogrodu ze studni?

W tej sytuacji wykonanie studni wierconej to rozsądny pomysł, bo woda z płytkiej studni kopanej jest szczególnie narażona na zanieczyszczenie. Sięga przecież tylko do bardzo płytko położonych wód. Ponadto typowym zjawiskiem w takich studniach są duże, sezonowe wahania poziomu wody. W suchych latach, tak jak obecnie, może grozić nawet jej niedobór.

Studnie wiercone, popularnie nazywane głębinowymi, są znacznie mniej narażone na taką sezonową zmienność, a także na zanieczyszczenie. Jednak pamiętajmy, że woda z nich też wymaga zbadania. Dość często niezbędne jest uzdatnianie poprzez usunięcie nadmiaru żelaza i manganu.

Lustro wody i głębokość studni

Pompy głębinowe można stosować niezależnie od rodzaju i głębokości studni. Natomiast możliwość użycia najbardziej rozpowszechnionych pomp samozasysających, czyli tych w zestawach hydroforowych, jest ograniczona przez głębokość na jakiej znajduje się lustro wody. Dokładniej, chodzi o różnicę wysokości pomiędzy lustrem wody i pompą. Trzeba podkreślić, że głębokość studni i głębokość, na której znajduje się lustro wody to dwie różne rzeczy.

Lustro wody może znajdować się znacznie wyżej niż dno studni. Niejednokrotnie żeby przebić się do warstwy wodonośnej trzeba wwiercić się dość głęboko. Jednak woda znajduje się tam pod pewnym ciśnieniem. W efekcie, po przebiciu otworu, znacznie unosi się w odwiercie. Przykładowo, żeby dostać się do warstwy wodonośnej trzeba wykonać odwiert na 25 m, ale lustro wody stabilizuje się potem zaledwie 5 m poniżej poziomu terenu. Sporadycznie zdarza się też, że trafiamy na tzw. wody artezyjskie - ich ciśnienie jest na tyle wysokie, że wybijają ponad poziom gruntu niczym fontanna.

Poziom lustra wody jest tak ważny bo pompy samozasysające nie mogą w praktyce znajdować się wyżej niż 7-8 m ponad nim. To tzw. wysokość ssania pompy. Teoretyczną granica jest ok. 10 m, lecz faktyczna wartość jest niższa, spowodowana choćby niedoskonałym uszczelnieniem elementów pompy i wynikającymi stąd stratami ciśnienia.

Ograniczenia głębokości z jakiej taka pompa może zasysać wodę nie da się przy tym znieść, nie pomoże np. założenie pompy o większej mocy. Jest to bowiem bezpośrednia konsekwencja praw fizyki. Podciśnienie na króćcu zasysającym wodę może co najwyżej równoważyć ciśnienie atmosferyczne. Inaczej otrzymalibyśmy pompę próżniową, a woda w strefie tak obniżonego ciśnienia - zamiast normalnie płynąć - zaczęłaby parować i wrzeć, zaś zawarte w niej pęcherzyki gazu gwałtownie by się rozszerzały. To zjawisko kawitacji, grożące nawet zniszczeniem pompy.

W przypadku pomp samozasysających podstawowym ograniczeniem jest wysokość ssania. Zwykle nie może przekraczać 8 m.

Możliwość użycia pompy samozasysającej do czerpania wody z planowanej studni będzie więc zależeć od tego, na jakiej głębokości ustabilizuje się w niej lustro wody. Czego w tej chwili nie da się przewidzieć. Trzeba przy tym dodać, że jeżeli pompa zostanie umieszczona w piwnicy, a więc najpewniej 1-2 m poniżej poziomu terenu, to nieco zmniejszymy w ten sposób wysokość ssania. A jeżeli studnia będzie oddalona od domu, to długie poziomo ułożone rury też spowodują straty ciśnienia. W dużym przybliżeniu przyjmuje się, że 10 m odcinka poziomego odpowiada 1 m wysokości ssania.

Niewątpliwą zaletą zblokowania pompy wraz ze zbiornikiem hydroforowym jest prostota tego rozwiązania. Wielkości pompy nic specjalnie nie ogranicza, jest ona przy tym łatwo dostępna, co jest niewątpliwym atutem w razie awarii. Jednak wady też są istotne. Przede wszystkim takie pompy pracują dość głośno. Jest to szczególnie uciążliwe, jeżeli zbiornik ciśnieniowy jest niewielki, bo wówczas pompa uruchamia się często.

Pół biedy, jeżeli zestaw hydroforowy zostanie umieszczony z dala od wnętrz mieszkalnych, tak jak tu w piwnicy. Jednak obecnie znacznie częściej trafia do jakiegoś pomieszczenia gospodarczego na parterze i hałas rozchodzi się po całym domu. Ponadto drobna nieszczelność zaworu zwrotnego i połączeń rur może prowadzić do tego, że woda "ucieknie" z pompy, szczególnie po dłuższej przerwie w jej użytkowaniu (np. wyjazd na urlop). Wówczas trzeba ją ponownie zalać (napełnić wodą). Poza tym pompy samozasysające mają dość niską sprawność, czyli nie są zbyt energooszczędne.

Pompa w studni

Pompę nazywaną popularnie głębinową opuszcza się w głąb studni, zaś napełniany przez nią zbiornik ciśnieniowy (hydrofor) umieszcza się w budynku. Pompa zawsze musi znajdować się poniżej lustra wody. Dzięki temu wysokość ssania jest zerowa, znaczenie ma tylko tzw. wysokość tłoczenia. To różnica wysokości pomiędzy pompą i zbiornikiem wody w budynku. Jednak może ona być bardzo duża i wynosić nawet kilkadziesiąt metrów. Dzięki temu głębokie studnie z nisko położonym lustrem wody nie przysparzają problemów. Także obniżenie poziomu wody niczym nie grozi.

Ważne jedynie żeby pompa była cały czas zanurzona, bo woda musi ją chłodzić. Oczywiście, każda pompa tego rodzaju ma ograniczoną wysokość tłoczenia, a przy tym wraz z jej wzrostem zmniejsza się wydajność, czyli ilość wody, którą pompa jest w stanie przetłoczyć w danym czasie. Jednak znając wymaganą wysokość tłoczenia oraz wydajność zawsze dobierzemy pasujące urządzenie.

Poziom wody w studni często stabilizuje się znacznie wyżej, niż głębokość odwiertu.

Tego rodzaju pompy muszą być dostosowane do niewielkiej średnicy rur osłonowych w studniach wierconych (zwykle ok. 100 mm), dlatego mają kształt mocno wydłużonego walca. Najcieńsze z nich mają zaledwie ok. 2 cali (2"), czyli 50 mm. Dobierając pompę należy pamiętać, że musi ona mieć nieco mniejszą średnicę niż rura osłonowa. Nie chodzi tylko o ewentualne problemy z opuszczeniem lub wyciągnięciem pompy dobranej na styk. Korpus pompy wymaga chłodzenia opływającą go wodą, dlatego trzeba zachować pewien odstęp od ścianek. Prostą i bezpieczna zasadą jest przyjęcie, że średnica pompy ma być o 1 cal (ok. 25 mm) mniejsza od średnicy rury osłonowej w studni.

W praktyce bardzo ważna okazuje się ich jakość i bezawaryjność. Bo przecież w razie uszkodzenia pompę trzeba wydobyć ze studni. Największą zaletą pomp głębinowych jest możliwość stosowania nawet w bardzo głębokich studniach. W sytuacji, gdzie typowy zestaw hydroforowy po prostu nie może działać. Jednak atutem nie do przecenienia jest również to, że pracującej pompy w ogóle nie słychać w budynku. Z tego względu są coraz częściej wybierane nawet wówczas, gdy jest możliwość zastosowania typowego zestawu hydroforowego.

Wysokość ssania, tłoczenia i wydajność

Podkreślmy jeszcze raz - wydajność pompy, czyli ilość przepompowywanej w danym czasie wody, nie jest wartością stałą. Spada zarówno wraz ze wzrostem wysokości ssania (pompy samozasysające), jak i wysokości tłoczenia (pompy głębinowe). Dlatego dobierając je nie można patrzeć tylko na deklarowane przez producenta maksymalne wartości przepływu oraz wysokości ssania/tłoczenia. W dokumentacji urządzeń znajdziemy wykresy (krzywe), pokazujące spadek wydajności wraz ze wzrostem wysokości ssania lub tłoczenia.

Od razu uprzedźmy też, że wybieranie pomp o bardzo dużej mocy i wysokim przepływie nie tylko nie przynosi korzyści, ale może być szkodliwe.

Wydajność pompy, ta realna, osiągana przy występującej w danym przypadku wysokości ssania lub tłoczenia, musi być bowiem dopasowana do wydajności studni oraz wielkości zbiornika hydroforowego. Każda studnia ma bowiem swoja maksymalną wydajność. Zbyt szybkie wypompowywanie wody spowoduje, że na miejsce tej zassanej nie zdąży napłynąć nowa. To grozi tzw. suchobiegiem, czyli pracą pompy bez wody, co może skończyć się jej uszkodzeniem.

Pompy głębinowe muszą zapewnić wystarczającą wysokość tłoczenia, ale ta może wynosić nawet kilkadziesiąt metrów.

Z tego względu po wywierceniu studni powinno się sprawdzić jej wydajność, intensywnie wypompowując wodę przez co najmniej godzinę. Niewielka wydajność nie musi studni dyskwalifikować. Nawet takiej, która jest w stanie dać tylko ok. 20 l/min, można używać z powodzeniem. Należy wówczas dobrać pompę o jeszcze niższej wydajności (np. 18 l/min), a za to duży zbiornik hydroforowy. Jeżeli będzie on miał np. 100 l, to będzie spełniać rolę bufora z zapasem wody. Da się wówczas czerpać w domu nawet dużą ilość wody w krótkim czasie, zaś potem napełnienie zbiornika potrwa nieco dłużej.

Natomiast zastosowanie pompy o dużym przepływie wraz z małym zbiornikiem wody jest zdecydowanie złym pomysłem. Nawet jeżeli wydajność studni jest duża. W takim układzie nawet niewielki ubytek wody, choćby po umyciu rąk, spowoduje konieczność włączenia pompy. Która z kolei podziała ledwie kilka chwil. I tak mnóstwo razy w ciągu dnia. Takie częste, a krótkotrwałe włączanie odbija się z kolei fatalnie na trwałości pompy.

Jarosław Antkiewicz