Jaký kabel je potřeba k připojení čerpadla k hluboké studni?

V každém systému zásobování vodou je hlavním prvkem čerpadlo, protože je to čerpadlo, které odebírá vodu ze zdroje, zajišťuje její přepravu potrubím a dodávku spotřebiteli. Aby byl tento proces nepřerušovaný a bezproblémový, je nutné pochopit, že kabel pro studnová čerpadla je důležitou součástí okruhu a jeho nesprávný výběr může mít nepříjemné následky.

Stejně důležité je moudře vybírat další vybavení. To zahrnuje generátor pro studniční čerpadlo, hydraulický akumulátor, jakož i zařízení na ochranu proti rozběhu a automatická řídicí zařízení.

Jak dobře jsou čerpadla sestavena

Na rozdíl od čerpacích stanic, jejichž tovární vybavení obsahuje vše potřebné pro jejich implementaci do sítě, musí být vrty kompletovány samostatně. A kabel pro čerpadlo studny je první věc, kterou musíte koupit. V zásadě je dodáván s čerpadlem, ale jeho délka je maximálně 20-30 m.

Ke snížení čerpadla na danou úroveň to zpravidla nestačí, protože hloubka většiny studní začíná od 30 m. Musíme ale také vzít v úvahu vzdálenost od studny k místnosti, kde bude umístěn řídicí systém studničního čerpadla.

Zdroj napájení

Při výběru napájecího kabelu musíte nejprve vzít v úvahu maximální přípustné zatížení pro konkrétní model čerpadla. Jsou to: okolní teplota, síla proudu a změny napětí nahoru a dolů. Odchylky od jmenovité hodnoty by neměly přesáhnout 2-3%.

• Pokud vezmeme například dva různé modely se stejným výkonem motoru, ale s různým přípustným proudem, kabel vhodný pro jedno čerpadlo nebude vhodný pro druhé. Chcete-li provést výběr sami a provést jej správně, nemusíte provádět složité výpočty pomocí vzorců. Stačí použít stůl, jako je ten na fotografii níže.

Výběr průřezu kabelu pro čerpadlo na základě proudu a délky

• Řekněme, že vaše čerpadlo má 1,5 kW motor se jmenovitým proudem 5,8 A. To znamená, že při délce kabelu do 86 m by měl být jeho průřez 1,5 mm2. S rostoucí délkou se zvětšuje i průřez. U domácí studny je nepravděpodobné, že bude potřeba delší kabel, ale je třeba mít na paměti, že při jeho určování by se vždy měla přidat malá rezerva.
• Spojení mezi kabelem a čerpadlem musí být utěsněno a lze to provést různými způsoby. Jedním z nich je použití teplem smrštitelné manžety a kabel je takto prošit. Nejprve se konce oříznou a odmastí. Jádra jsou spojena a lisována svorkami, načež jsou na každé z nich nasazeny malé spojovací prvky.

Plnicí hrdlo pro připojení kabelu

• Dále se na hotové spojení nasadí těleso termospojky a zahřeje se fénem nebo páječkou. Při zahřátí se spojka smrští a pevně přilne k připojeným koncům drátu. Tento způsob připojení umožňuje okamžité připojení kabelu k síti.
• Existují také výplňové spojky, u kterých k utěsnění nedochází tepelným smrštěním, ale vyplněním spoje polymerní sloučeninou. Cena takového připojení je podobná jako u předchozí možnosti, ale před připojením k síti musíte počkat alespoň den.
• Někteří výrobci čerpadel poskytují kontaktní konektory, ale to je vhodnější pro povrchová čerpadla. Čerpadlo do vrtu s generátorem nebo modely napájené z elektrické sítě musí být bezpečně připojeny ke kabelu, protože musí pracovat ve vodním sloupci.

K tomuto tématu, stejně jako k utěsnění vstupu kabelu do tělesa čerpadla, pokyny výrobce obvykle poskytují jasná doporučení. Video v tomto článku vám také pomůže zorientovat se v této problematice.

Frekvenční měnič pro elektromotor

Rychlost otáčení hřídele elektromotoru přímo závisí na amplitudě napětí v síti. Čím je vyšší, tím více se zvyšuje počet otáček hřídele a to není dobré pro motor. Pro ochranu před předčasným opotřebením je vhodné studniční čerpadlo vybavit frekvenčním měničem (střídačem).

• To platí především pro výkonné modely, u kterých je minimální frekvence otáčení hřídele alespoň 30 Hz. Pokud je například studniční čerpadlo o výkonu 370 W vybaveno frekvenčním měničem, může to vést k přehřátí motoru. Obvykle mají taková zařízení filtry, které chrání před špičkovými hodnotami napětí – 850 V a vyšší.
• V každém případě musí být čerpadlo, jehož chod je řízen frekvenčním měničem, vybaveno vestavěným teplotním čidlem a připojeno přes tepelné relé. Převodník je nastaven na přípustnou minimální frekvenci a aby byla konstantní, musí být průtok čerpadla stabilní.

Vertikální čerpadlo s frekvenčním měničem

• K tomu je měnič připojen k průtokoměru, který je rovněž nastaven na minimální hodnotu. Jakmile se průtok vody sníží o 10 %, motor se vypne. Stejně tak může být provoz měniče závislý na tlaku v síti. Tato opatření mají jediný účel: prodloužit životnost motoru, který by neměl běžet naprázdno.

Nedá se říci, že by regulace frekvence umožňovala nějaké úspory, ale umožňuje obejít se bez úložné kapacity. Převodník navíc minimalizuje možnost hydraulických rázů a zbavuje studnu neustálého kolísání dynamické hladiny vody (viz Dynamická hladina vody ve studni: jak měřit).

Generátor pro čerpadlo

Nyní pojďme zjistit, jaké podmínky vyžadují čerpadla pro studny bez elektřiny. Pokud není možné připojení k elektrické síti, bude generátor plynu generovat energii potřebnou k provozu motoru.

• Standardní provozní podmínky pro taková zařízení jsou: vlhkost vzduchu maximálně 60 %, teplota vzduchu maximálně +30 stupňů a umístění generátoru maximálně 150 m nad mořem. Pokud se odchyluje od těchto parametrů, nemůže poskytnout dostatečné napětí.

Generátor pro třífázové čerpadlo

• Pokud jsou takové odchylky předpokladem pro provoz generátoru, pak na žádost zákazníka spotřebitel sníží výkon jednotky. V tomto případě musí generátor pro třífázový ponorný motor startovat při napětí, které je o 35 % nižší než jmenovitá hodnota.
• V této situaci je řízení frekvence extrémně důležité pro chod motoru. Koneckonců, pokud je rychlost otáčení jeho hřídele několik hertzů pod jmenovitou hodnotou, motor nevyvíjí jmenovitý výkon. Pokud se otáčí příliš rychle, ochranné relé bude neustále pracovat.
• K prodeji jsou generátory s vnější a vnitřní regulací. Druhá možnost poskytuje nejvyšší účinnost motoru.
• Když je nucen pracovat s částečnou zátěží, výsledkem jsou časté spouštění a zastavování. Při častém zapínání studničního čerpadla se spotřeba energie zvyšuje asi o 15 % – ve srovnání s nepřetržitým provozem.

Membránová nádrž pro ponorné čerpadlo

Stykače se navíc zahřívají, oxidují a taví. Aby to nevedlo k vyhoření vinutí rotoru, je třeba je pravidelně měnit.

Proto v situaci, kdy motor čerpadla není plně zatížen, je třeba použít frekvenční měnič. V opačném případě budete muset nainstalovat membránovou nádrž o takovém objemu, který bude dostatečný k vyrovnání kolísání průtoku vody.