Různé druhy čerpadel jsou nedílnou součástí instalace nádrží pro zachytávání dešťové vody. Pokud nádrž je pomyslné A, pak čerpadla (jedno nebo i více) jsou nezbytné B. Čerpadla jsou klíčovým prvkem pro následné využití zadržené vody z nádrže.
Při volbě čerpadla nejprve vybíráte správný typ pro požadovaný účel. Následuje volba optimálního čerpacího výkonu tak, aby bylo možné vodou zásobovat do požadované vzdálenosti a výšky s dostatečným tlakem a dobrým průtokem vody. A nakonec je třeba pro danou aplikaci vybrat nejvhodnější typ ovládací jednotky.
Pro výběr správného čerpadla doporučujeme oslovit specialistu. Volba vhodných typů a výkonů čerpadel pro konkrétní situaci ve vašem domě je naší odpovědností a je vždy součástí dodávky nádrže na klíč. Nebudete tak řešit problémy v situaci, kdy máte čerpadlo poddimenzované nebo naopak předimenzované.
Obor čerpadel na vodu a domácích vodáren je o dost složitější oproti tomu, co se vešlo do tohoto článku. V následujícím textu se budeme soustředit na čerpadla, která se používají pro čerpání dešťové vody z podzemních nádrží. U nadzemních nádrží si zpravidla vystačíte se s proudem vody tekoucím samospádem. V tomto textu se též nebudeme věnovat čerpání pitné vody.
Typy čerpadel na dešťovou vodu
Čerpadla obecně lze rozdělit na dvě základní skupiny
Ponorná čerpadla jsou umístna na dně nádrže pod hladinou vody. Mohou být určena pro čerpání jak čisté tak i znečištěné vody. Pro čerpání znečištěné vody používáme tzv. kalová čerpadla, která mohou být navíc vybavena drcením nečistot, aby snáze prošly potrubím. U ponorných čerpadel nemusíme řešit sací výšku, sací výška je rovna 0. Téma sací a výtlačné výšky čerpadla si vysvětlíme dále v textu.
Povrchová čerpadla jsou umístěna mimo nádrž někde v suchém místě a obvykle někde nad terénem. Samonasávací povrchová čerpadla si umí nasát vodu nezavodněnou hadicí, normální povrchová čerpadla musí mít pro správné fungování vždy zavodněné nasávací potrubí nebo hadici. Povrchová čerpadla, pokud jsou trvale uložena mimo dům, musí být umístěna v nezámrzné hloubce.
Pro povrchová samonasávací čerpadla je limitujícím faktorem tzv. sací výška. Sací výška je vertikální rozdíl výšek mezi dnem nádrže a sacím hrdlem samotného čerpadla. Tento typ čerpadel si dokáže poradit se sací výškou do 8 metrů.
Čerpání vody z nádrže na dešťovou vodu dle zvoleného typu nádrže řešíme dvojicí čerpadel. Potřebujeme ponorné kalové čerpadlo, které je vhodné pro odsátí usazenin při čištění a pravidelné údržbě nádrže. Druhé čerpadlo je určené pro běžné čerpání při využití dešťové vody z nádrže. Může se rovněž jednat o ponorné čerpadlo, tentokrát však s nasáváním opatřeným plovákem. Nasávání vody díky plováku probíhá cca 15 cm pod hladinou vody a tím je zaručeno, že čerpadlo nebude nasávat plovoucí nečistoty, které se drží na hladině. Plovák také při běžném provozu zabraňuje nasávání nečistot ze dna nádrže.
Pro běžné čerpání dešťové vody můžete využít povrchové čerpadlo umístěné v rodinném domě nebo v šachtě mimo nádrž, vždy však v nezámrzné hloubce. Volba nejvhodnější kombinace čerpadel závisí na místních podmínkách, které se liší dům od domu a zákazník od zákazníka.
Při instalaci nádrže "na klíč" se o nic nestaráte
Součástí dodávky nádrže na dešťovku na klíč je i vyřízení veškeré dokumentace, formulářů a podání žádosti o dotaci. V ceně je samozřejmě předprojektová příprava (osobní obhlídka), vyhotovení kalkulace a projektu. A nakonec i všechny potřebné a správně nadimenzované komponenty a jejich usazení, instalace a propojení. K tomu, abyste u vašeho domu měli nádrž na využití dešťové chybí už jen jeden krok.
Kalkulačka velikosti nádrže a výše dotace
Podle jakých parametrů vybrat čerpadlo?
Hlavní výkonnostní parametr u čerpadel všech typů je tzv. dopravní výška (výtlak), která se uvádí v metrech (m). Dopravní výška je informace o tom, do jaké výšky dokáže čerpadlo vytlačit vodu potrubím při nulovém přetlaku na konci výtlačného potrubí nebo hadice.
Optimální dopravní výšku čerpadla vypočteme z těchto hodnot:
- Sací výška (m)
- Výtlačná výška (m)
- Vodorovná délka výtlačného potrubí (m)
- Požadovaný přetlak na konci výtlačného potrubí (bar nebo MPa)
- Tlakové ztráty na vedení
- Požadovaný průtok (m3/hod nebo v l/min)
Sací výška
Jde o výškový rozdíl mezi konci sacího potrubí udávaný v metrech (m). U ponorných čerpadel je sací výška automaticky rovna 0 m, u povrchových čerpadel je třeba změřit geodetickou výšku mezi dnem retenční nádrže a sacím hrdlem čerpadla.
Sací výška se do dopravní výšky započítává 1:1, tedy jeden metr sací výšky se do výsledné dopravní výšky projeví hodnotou jeden metr.
Výtlačná výška
Tato hodnota udávaná v metrech vyjadřuje rozdíl geodetických výšek výtlačného hrdla čerpadla a nejvyššího bodu výtlačného potrubí.
Stejně jako sací výška se i výtlačná výška do výsledné dopravní výšky započítává v poměru 1:1.
Vodorovná délka výtlačného potrubí
Jde o součet vodorovných délek potrubí nebo hadice od výtlačného hrdla čerpadla až po výtok z potrubí. Vodorovná délka se též udává v metrech a do výsledné dopravní výšky se započítává v poměru 1:10.
Zjednodušeně lze říci, že 10 m vodorovného vedení vody se pro účely výpočtu dopravní výšky čerpadla uvažuje jako 1 m výškový. Můžete se setkat i s doporučením do vodorovné délky potrubí zahrnout i délku svislého potrubí a tuto rovněž započítat do výsledné dopravní výšky v poměru 1:10.
A pozor, pokud budete kropit vaši zahradu hadicí, která má délku 30 metrů, tak tuto délku musíte připočítat také! Nestačí uvažovat pouze vzdálenost ke kohoutku.
Požadovaný přetlak na konci výtlačného potrubí
Dopravní výška čerpadla musí zahrnovat i požadovaný přetlak na výtoku, protože nulový přetlak by nebyl využitelný. Jenže jaký potřebujeme přetlak a jak přepočítáme tlak na výslednou výšku?
Cílový přetlak by měl být cca 2 až 2,5 baru nebo 0,2 až 0,25 MPa. Tlak běžného vodovodního rozvodu v domě je totiž přibližně v tomto rozmezí.
Za každý 1 bar požadovaného přetlaku připočteme do výsledné dopravní výšky 10 metrů. Pokud požadujeme v místě výtoku tlak jako v běžném domovním vodovodním rozvodu, připočteme 25 metrů (2,5 baru).
Tlakové ztráty na vedení
Tlakové ztráty vznikají třením kapaliny o stěny potrubí a o spojovací a regulační prvky, ventily, kolena, zpětné klapky, armatury atp.
Tlakové ztráty se dají vypočítat poměrně přesně. Celková ztráta závisí na průměru potrubí, rychlosti průtoku, viskozitě kapaliny, hrubosti stěn potrubí, počtu kolen, t-kusů a ventilů.
Pro zjednodušení výpočtu můžeme počítat s tlakovou ztrátou na vedení ve výši 10 % až 20 % podle "komplikovanosti" potrubí. Dopravní výšku je tedy potřeba o tuto rezervu navýšit.
Na následujícím odkazu najdete přesnější výpočet tlakové ztráty třením o stěny potrubí.
Zjednodušený výpočet dopravní výšky
Uvažujeme přetlak na konci výtlačného potrubí 2,5 bar, což představuje navýšení dopravní výšky o 25 m. Předpokládaná rezerva na tlakové ztráty třením v potrubí bude 10%, z součet tedy na konci vynásobte koeficientem 1,1. Výpočet následuje.
Dopravní výška čerpadla v metrech =
sací výška ode dna nádrže k hrdlu čerpadla
+
výtlačná výška od čerpadla po nejvyšší bod soustavy
+
(vodorovná délka potrubí v metrech / 10)
+
25 metrů pro potřebný tlak
+
připočítat rezervu 10%
Požadovaný průtok
Výkon čerpadla má zásadní vliv na rychlost průtoku vody potrubím. Maximální možná rychlost průtoku vody potrubím se ale snižuje nepřímo úměrně dopravní výšce našeho rozvodu. Čím větší je dopravní výška potrubí, tím pomaleji bude čerpadlo schopné vodu hnát.
Při výběru vhodného čerpadla na dešťovou vodu tedy vypočtenou dopravní výšku ještě dál porovnáváme s požadovaným průtokem. Snažíme se odpovědět na otázku, zda dané čerpadlo zvládne požadovaný průtok vytlačit do vypočítané dopravní výšky. Tlak už řešit nemusíme, ten je zahrnut v dopravní výšce. Nyní porovnáváme pouze průtok s výtlakem.
Jaký průtok ale máme po našem čerpadle požadovat? Pro zjednodušení lze počítat:
Průtoky dešťové vody dle využití
Zalévání zahrady na každých 100 m čtverečních cca 0,7 m3/hod
Toaleta se splachovací nádrží cca 0,35 m3/hod
Pračka cca 0,75 m3/hod
U požadovaného průtoku musíme sečíst průtok na všech odběrných místech, která mohou v daný okamžik odebírat vodu současně. Máte doma 2x WC a automatickou zálivku zahrady o ploše 200 m2 a všechny tyto odběry mohou v jeden okamžik probíhat současně? Pak požadovaný průtok vypočítáte jako 2 x 0,35 + 1,4 = 2,1 m3/hod. Hodnoty je možné počítat i v litrech za minutu.
Nyní použijeme tzv. Q-H křivku, což je jednoduchý graf, který je vždy k dispozici ke každému čerpadlu. Na vodorovné ose je uvedený požadovaný průtok (Q) a po vynesení této hodnoty vůči Q-H křivce vyjde maximální dopravní výška (H), při které je dané čerpadlo schopné dodávat požadovaný průtok.
Hodnota dopravní výšky, kterou vyčteme z Q-H křívky musí být vyšší, než dopravní výška, která vyšla nám z našeho výpočtu. Pokud by z Q-H grafu vyšla při daném průtoku hodnota dopravní výšky nižší, než kolik potebujeme pro naše účely, musíme vybrat silnější čerpadlo.
Co je to domácí vodárna?
Jako domácí vodárna se označuje soubor komponentů, které jako celek zajišťují čerpání vody k odběrným bodům ve vašem domě. Domácí vodárna při odběru vody a při poklesu tlaku v okruhu spouští čerpadlo a naopak vypíná čerpadlo po dosažení maximálního (vypínacího) tlaku v okruhu.
Domácí vodárny jsou používány k čerpání vody pitné nebo užitkové vody ze studny nebo z vrtu a pro dosažení stálého tlaku v okruhu. Domácí vodárny najdeme všude tam, kde není dostupné připojení na vodovodní řad, který už sám o sobě funguje v požadovaném tlakovém rozmezí.
Sestava domácí vodárny v našem případě slouží k čerpání dešťové vody z retenční nádrže v odděleném okruhu jak na zálivku zahrady, tak pro splachování WC.
Nezbytnou součástí domácí vodárny je samozřejmě vhodný typ čerpadla s dostačujícím výkonem. Ke spouštění a vypínání elektromotoru čerpadla slouží řídící nebo ovládací jednotka nebo tlakový spínač. Druhy ovládání chodu čerpadla si vysvětlíme dále v textu.
Dalšími součástmi domácí vodárny jsou expanzní (tlaková) nádoba, tlaková hadice, zpětná klapka, pěti-cestná armatura, tlakoměr, tlakový spínač, tlakové a průtokové čidlo, ochrana čerpadla proti běhu na sucho.
Pokročilejší ovládací jednotky typu Presscontrol nebo jednotky s frekvenčním měničem mají některé výše uvedené komponenty integrované v sobě. To se týká například tlakových a průtokových čidel, ochrany proti běhu na sucho nebo zpětné klapky.
Sestavy, kde se k dosažení a vyrovnání tlaku používá expanzní nádoba se také označují jako "darling". Další, primitivní a méně častou možností vyrovnávání tlaku v systému je otevřená nádrž (vodojem) v nejvyšším bodě soustavy.
Jaké zvolit ovládání chodu čerpadla?
Když pomineme možnost ručního ovládání čerpadla pomocí vypínače se stavy VYPNOUT / ZAPNOUT, pak tu máme několik automatických možností:
- Tlakový spínač
- Ovládací jednotka Presscontrol
- Řídící jednotka s frekvenčním měničem
Tlakový spínač
Tento způsob ovládání čerpadla je nejuniverzálnější a nejlacinější, je využitelný se všemi typy čerpadel (odstředivá, vřetenová, elektromagnetická vibrační, membránová). Jeho hlavní nevýhodou však je, že tlak v okruhu kolísá s tím, jak se čerpadlo zapíná při poklesu tlaku v systému pod spodní limit a vypíná při překročení tlaku nad horní limit.
Pro vyrovnávání tlaků v okruhu může být součástí okruhu expanzní nádoba. Díky její přítomnosti je možné snížit počet startů a vypnutí čerpadla a tím mu prodloužit životnost.
POZOR, při vybírání vhodného čerpadla ovládaného tlakovým spínačem je třeba myslet na to, že v dopravní výšce by měla být rezerva alespoň 10 metrů (1 bar). Je to z toho důvodu, aby čerpadlo bylo schopno vyvinout větší tlak, než je vypínací tlak spínače. Bez této rezervy by čerpadlo nebylo schopné vypínat.
Tlakový spínač nemá "v základu" ochranu proti chodu čerpadla na sucho. To u některých typů čerpadel při nesprávném zacházení může znamenat jejich spálení. Ale tuto ochranu je možné přikoupit samostatně a zapojit vedle tlakového spínače.
Presscontrol
Oproti tlakovému spínači je presscontrol o něco chytřejší způsob řízení chodu čerpadla, u kterého nedochází ke kolísání tlaku vody v systému. Čerpadlo udržuje rovnoměrný tlak vody, pokud je její odběr stálý. Součástí tohoto systému ovládání jsou i čidla pro ochranu čerpadla proti zničení provozem na sucho.
Stálého tlaku vody v soustavě bez jeho kolísání je docíleno tak, že čerpadlo se zapne při zapínacím tlaku vody v potrubí a průběžně nevypíná, nýbrž běží po celou dobu odběru vody. Po dobu čerpání je v systému udržován tlak odpovídající pracovním charakteristikám čerpadla a soustavy (výkon a výtlak). Klíčem k úspěchu u této varianty řízení je čerpadlo správně nadimenzovat, při potřebě tlak omezovat můžete použít správně nastavený redukční ventil.
I u tohoto typu řízení čerpadla je třeba myslet na dostatečnou rezervu v dopravní výšce alespoň 10 m (1 bar).
Presscontrol má omezení použitelnosti pouze s odstředivými typy ponorných i povrchových čerpadel, která nejsou náchylná na čerpání do většího protitlaku.
Řídící jednotka s frekvenčním měničem
Nejdokonalejší a nejkomfortnější řešení ovládání chodu čerpadla, u kterého nekolísá tlak v systému ani při průběžně se měnícím odběru vody. Frekvenční měnič dokáže průběžně měnit otáčky a tím výkon čerpadla dle aktuální potřeby. Samozřejmostí jsou pokročilejší ochrany zařízení a čidla bránící chodu čerpadla na sucho.
Nevýhodou řízení čerpadla jednotkou s frekvenčním měničem ve srovnání s ostatními typy ovládání je jeho vyšší cena.
Řídící jednotky s frekvenčním měničem je možno používat pouze ve spolupráci s odstředivými ponornými a povrchovými čerpadly, která nejsou náchylná na čerpání do většího protitlaku.
Na co dát pozor u automatické závlahy?
V případě automatických zálivkových systémů si pohlídejte zajištění 100% těsnosti zavlažovacího systému včetně uzavíracích ventilů jednotlivých zavlažovacích větví. V případě netěsnosti hrozí zničení čerpadla soustavným zapínáním a vypínáním při jeho snaze udržet tlak v soustavě.
Soustavnému spínání čerpadla vlivem poklesu tlaku je možné předejít instalací expanzní (tlakové) nádoby, která pomáhá tlak v systému regulovat. Avšak ne vždy je možné expanzní nádobu do systému umístit vlivem prostorových nároků její objem.
Kapkové závlahy a bodové mikrozávlahy vyžadují výstupní filtraci zamezující zanesení ovládaných ventilů a dále se vřele doporučuje použití expanzní nádoby, která zamezí zbytečnému spouštění čerpadla při malých odběrech.
Výkon čerpadla je třeba dobře navrhnout.
V případě poddimenzovaného čerpadla budeme mít problém s nedostatečným průtokem a tlakem vody na konci vedení. U poddimenzovaného čerpadla také hrozí, že nebude schopné dosáhnout vypínacího tlaku a řídící jednotka tak nebude schopna čerpadlo vypínat.
Čerpadlo je vhodné mít mírně předimenzované, ale zbytečně velká výkonová rezerva se projeví ve vyšší pořizovací ceně čerpadla.
U čerpadel na dešťovou vodu je kromě výkonu mnoho dalších důležitých parametrů, které je třeba zvážit. Mezi nimi například pracovní napěťová hladina (230 V nebo 400 V), krytí IP, maximální počet zapnutí za hodinu.
Kromě maximální dopravní výšky se u čerpadel udává i minimální dopravní výška, kterou je třeba dodržet. U kalových čerpadel je důležitým parametrem velikost nečistot, které dokáže čerpadlo zpracovat a zda je čerpadlo vybaveno mělněním (sekáním) nečistot.
Pokud si necháte nádrž na dešťovou vodu udělat na klíč, nemusíte si s výběrem čerpadla a potřebnými výpočty lámat hlavu. Ušetříte si tím spoustu času. Stačí vyplnit kontaktní formulář a my vám vše zajistíme.
