Pompă pentru foraj adânc: cum alegi după înălțime și diametru

O pompă pentru foraj se alege în ordinea inversă celei în care se cumpără: întâi diametrul tubului, care decide ce pompă intră fizic, apoi înălțimea totală calculată din nivelul dinamic, apoi curba și abia la sfârșit puterea motorului. Diferența față de o fântână e că la foraj fiecare greșeală se plătește cu extragerea întregii coloane, deci merită făcută socoteala o singură dată, complet.

Ce trebuie să ai înainte de orice catalog

Datele de pornire vin din fișa forajului și din măsurători proprii:

• diametrul interior al tubajului (nu diametrul de forare și nici cel exterior al țevii);
• adâncimea forajului și poziția filtrului (zona tubului prin care intră apa);
• nivelul static și nivelul dinamic la debitul pe care vrei să-l scoți, din testul de pompare făcut la execuție sau măsurate de tine;
• debitul pe care îl poate da forajul fără ca nivelul să coboare continuu;
• cota punctului de livrare față de gura forajului (casa, rezervorul, vasul de expansiune);
• presiunea de lucru dorită și distanța până la panoul electric.

Dacă nu ai nivelul dinamic, măsoară-l: metoda e explicată în verificarea nivelului apei în puț și foraj. Fără el, tot calculul de mai jos stă pe o presupunere.

Pompă pentru foraj de 3” sau 4”: decide diametrul coloanei

Pompele submersibile pentru foraj se clasifică după diametrul tubului pentru care sunt construite. Denumirea „4 inch” înseamnă că pompa e gândită pentru un tub de 4 inch, adică 101,6 mm interior. Diametrul exterior real al pompei, cu cablul plat prins pe corp și cu protecția de cablu, e foarte aproape de această valoare, deci jocul e mic. Diametrul minim al forajului e trecut în fișa fiecărei pompe și se verifică pe tubul tău, nu pe cel „standard”.

Un tub mai larg nu e întotdeauna mai bun pentru pompă. Cu cât spațiul dintre motor și tub e mai mare, cu atât apa curge mai încet pe lângă motor. Detaliile sunt la secțiunea despre răcire.

Înălțimea totală, pe un exemplu recalculat

Înălțimea totală (H) pe care trebuie s-o învingă o pompă pentru foraj are patru termeni, toți în metri coloană de apă:

H = nivel dinamic + înălțime geodezică + presiune de lucru (m) + pierderi

• Nivel dinamic — adâncimea apei sub gura forajului în timp ce pompa scoate debitul de calcul.
• Înălțime geodezică — cât de sus e punctul de livrare față de gura forajului (poate fi și zero sau negativă).
• Presiune de lucru — presiunea dorită la punctul de livrare, transformată: 1 bar ≈ 10,2 m.
• Pierderi — frecarea pe coloana verticală, pe traseul orizontal și pe armături (clapete, coturi, robinete, filtru).

Datele exemplului: foraj de 80 m, nivel static la 32 m, denivelare de 8 m la 2 m³/h, deci nivel dinamic la 40 m. Pompa se montează la 50 m. Casa e cu 4 m mai sus decât gura forajului. Vrei 3 bar la vas. Coloana are 50 m, traseul orizontal 30 m.

Pierderile, calculate pentru două diametre de țeavă PE:

• țeavă PE 32 mm (interior aproximativ 26 mm): la 2 m³/h viteza e de circa 1,05 m/s, iar frecarea pe 80 m iese în jur de 4,2 m;
• țeavă PE 40 mm (interior aproximativ 32,6 mm): viteza scade la circa 0,67 m/s, iar frecarea pe 80 m iese în jur de 1,4 m.

Pentru armături adaugi o estimare de 2 m.

Rezultatul:

H (PE 32) = 40 + 4 + 30,6 + 4,2 + 2 ≈ 81 m la 2 m³/h

H (PE 40) = 40 + 4 + 30,6 + 1,4 + 2 ≈ 78 m la 2 m³/h

Nivelul dinamic nu e o constantă. Calculează H de două ori: cu nivelul din primăvară și cu cel mai scăzut nivel pe care îl poți anticipa vara. Pompa trebuie să livreze în ambele situații.

Diferența de 3 m pare mică, dar la o pompă multietajată, unde fiecare etaj adaugă doar câțiva metri, poate însemna un etaj în plus. Calculul poate fi refăcut cu datele tale în calculatorul de dimensionare.

Cum citești curba unei pompe de foraj

Pompele pentru foraj sunt aproape toate multietajate: mai multe rotoare identice pe același ax, fiecare adăugând înălțime la același debit. De aici vine forma curbei, abruptă, cu înălțime mare la debit mic. Principiul e explicat în articolul despre pompele multietajate.

Pe curba producătorului verifici, în ordine:

1. Punctul de lucru (2 m³/h la 81 m, în exemplu): curba trece prin el sau ușor deasupra lui, în treimea din mijloc, aproape de randamentul maxim.
2. Punctul de vară. Dacă nivelul coboară cu 5 m, H crește la 86 m. Pe o curbă abruptă, debitul scade puțin; pe una plată, scade mult. Verifici că debitul rămas îți ajunge.
3. Punctul de oprire. Presostatul oprește pompa la o presiune fixă. Pompa trebuie să ajungă la presiunea de oprire, plus nivelul dinamic și înălțimea geodezică, la debit mic. Dacă nu ajunge, nu va opri niciodată.
4. Puterea absorbită pe toată zona în care va lucra pompa rămâne sub puterea nominală a motorului.

O pompă aleasă prea mare pentru foraj are o problemă în plus față de una de casă: scoate mai mult decât dă forajul, nivelul coboară spre pompă, iar protecția la lipsa apei devine o componentă folosită zilnic, nu o siguranță.

Răcirea motorului: viteza pe lângă motor

Motorul unei pompe de foraj stă sub partea hidraulică. Apa intră prin sita de aspirație dintre motor și pompă și, pe drum, trece pe lângă motor și îl răcește. Asta funcționează doar dacă apa vine de dedesubt și curge suficient de repede.

Viteza pe lângă motor se calculează din debit și din secțiunea inelară dintre motor și tub:

v = Q / [π/4 · (D_tub² − D_motor²)]

Pentru exemplul de mai sus, cu un motor de 4” (diametru în jur de 96 mm) și 2 m³/h, calculul dă valorile de mai jos.

Motor de 4”, debit 2 m³/h

Același motor, la același debit, are de aproape nouă ori mai puțin curent de răcire într-un tub de 200 mm decât într-unul de 113 mm. Viteza minimă cerută e trecută în manualul motorului și se compară cu cea calculată.

Mantaua de răcire e un tub scurt, închis în jurul pompei și deschis sub motor, care obligă apa să urce pe lângă el.

Cele două situații care cer manta

• tubul e mult mai larg decât motorul, iar viteza calculată iese sub cea cerută;
• pompa e montată sub zona filtrului, deci apa intră în foraj deasupra ei și coboară direct în aspirație, fără să treacă pe lângă motor.

În exemplul de mai sus, pompa stă la 50 m, iar filtrul forajului e mai jos, deci apa urcă pe lângă motor. Dacă filtrul ar fi fost deasupra pompei, aceeași pompă ar fi avut nevoie de manta.

Cablul: căderea de tensiune crește cu adâncimea

La foraj, cablul e lung de două ori: coborârea până la pompă plus traseul până la panou. În exemplu, 50 m în foraj și 30 m la suprafață înseamnă 80 m de cablu.

Căderea de tensiune pe un circuit monofazat, în formă simplificată:

ΔU ≈ 2 · L · I · cos φ · ρ / S

Pentru o pompă monofazată cu un curent nominal de 8 A, cos φ 0,9 și cupru (ρ ≈ 0,0175 Ω·mm²/m), pe 80 m:

• 1,5 mm² → circa 13 V, adică aproape 6% din 230 V;
• 2,5 mm² → circa 8 V, adică 3,5%;
• 4 mm² → circa 5 V, adică 2,2%.

Curentul real se ia de pe plăcuța motorului, iar limita acceptată de producător din manual. Un motor alimentat cu tensiune prea mică trage mai mult curent, se încălzește și pornește greu, exact la adâncimea unde nu vezi nimic. Pentru cazul tău folosește calculatorul de secțiune a cablului, iar protecțiile electrice sunt tratate în protecțiile pentru pompe submersibile.

Îmbinarea dintre cablul pompei și cel de coborâre se face cu un kit etanș pentru imersie, iar cablul se prinde de coloană cu coliere la intervale regulate. Pompa se suspendă pe o frânghie din inox, nu pe cablu.

Clapete de reținere și lovitura de berbec

Prima clapetă se montează la ieșirea pompei, dacă nu e integrată. Rolul ei e să țină coloana plină după oprire. La coloane lungi, producătorii recomandă clapete suplimentare pe coloană, la intervalele din manual.

Greșeala frecventă e o singură clapetă la suprafață, lângă vas. Coloana se golește parțial la fiecare oprire, iar la repornire pompa împinge apa într-o țeavă goală: apa lovește clapeta de sus ca un berbec, iar șocul se transmite coloanei, îmbinărilor și pompei. Pe o coloană de plastic, pompa se și rotește ușor la fiecare pornire, din cauza cuplului motorului, ceea ce roade cablul de pereții tubului dacă nu e bine prins.

Nisipul: cauza se rezolvă înaintea pompei

O pompă multietajată are jocuri mici între rotoare și difuzoare. Nisipul fin le lărgește, iar pompa pierde înălțime treptat, fără să se oprească: la același consum, apa vine mai slab de la un an la altul.

Cauze obișnuite și ce faci:

• Foraj nou, nespălat suficient. Forajul se dezvoltă și se spală cu o pompă provizorie până apa iese limpede, înainte de montajul pompei definitive.
• Debit prea mare. O pompă care scoate mai mult decât dă forajul crește viteza apei prin filtru și antrenează particule. Un debit mai mic, sau o pornire lină prin convertizor de frecvență, reduce problema.
• Pompă montată prea jos, aproape de fundul forajului, unde se depune sedimentul.
• Filtrul forajului deteriorat. Aici pompa nu mai rezolvă nimic; forajul trebuie verificat de firma de foraj.

Dacă apa conține nisip în mod constant, alegi o pompă pe care producătorul o declară tolerantă la nisip și montezi un separator de nisip la suprafață.

Montajul, scurt

Coloana se asamblează la suprafață pe tronsoane, cu îmbinările strânse după instrucțiuni, iar cablul se prinde pe măsură ce pompa coboară. Adâncimea de montaj se alege cu pompa bine sub nivelul dinamic minim, dar deasupra fundului forajului. Înainte de coborâre măsori rezistența de izolație a cablului și a motorului, iar după montaj, încă o dată: e singura valoare de referință cu care vei putea compara peste un an. La punerea în funcțiune notezi debitul, presiunea, curentul și nivelul dinamic; fără aceste cifre, nu vei ști dacă pompa sau forajul s-au schimbat.

---

Citește și

• Cum alegi pompa submersibilă
• Pompe pentru fântână casnică
• Pompe multietajate de suprafață
• Pompe submersibile monofazate
• Pompe submersibile din fontă