Kuyu İçin Kaç HP Dalgıç Pompa Gerekir? Derinlik ve Debiye Göre Hesaplama

Dalgıç pompa seçimi, birbirini besleyen beş adımdan oluşan kapalı bir hesaptır. Adımlar sırayla şunlardır: ihtiyaç debisinin belirlenmesi, dinamik su seviyesinin ölçülmesi, toplam manometrik yüksekliğin hesaplanması, mil gücünün bulunması ve motor gücünün standart kademeye yuvarlanması. Bu sıra atlanamaz, çünkü her adımın çıktısı bir sonrakinin girdisidir.

Dalgıç pompa hesabı yapılırken tüm birimler tek sisteme çekilir. Debi m³/h, yükseklik mSS yani metre su sütunu, güç kW cinsinden yazılır. Bar ile mSS arasındaki dönüşüm 1 bar eşittir yaklaşık 10,2 mSS'dir. L/s ile m³/h arasındaki dönüşüm 1 L/s eşittir 3,6 m³/h'dir. Bu üç dönüşüm ezberlenmediğinde hesabın herhangi bir adımında on kat mertebesinde hata yapmak mümkündür. Pompa gamımızı ve kuyu uygulamalarını inceleyebilirsiniz. (Detay: Pompa Sistemleri)

HP, beygir gücü anlamına gelen ve güç birimi olarak kullanılan eski bir ölçüdür; metrik karşılığı 1 HP eşittir 0,736 kW, imperial karşılığı ise 1 HP eşittir 0,746 kW'tır. Pompa sektöründe yerleşmiş pratik karşılık 1 HP kaç kW sorusuna 0,746 kW cevabını verir ve tüm dönüşümler bu katsayıyla yapılır. Yani 5,5 kW bir motor 5,5 bölü 0,746 eşittir 7,37 HP, yani ticari adıyla 7,5 HP'dir.

Bu yüzden mühendislik tarafında HP değil kW ve çalışma noktası konuşulur. Çalışma noktası, Q ile H çiftinin birlikte yazılmasıdır: 5 m³/h ve 84 mSS gibi. Bir tedarikçiye kaç HP istediğinizi söylemek yerine çalışma noktanızı söylerseniz, size aynı gücü veren farklı kademe sayılarına sahip modeller arasından verimi en yüksek olanı seçilir. HP ile yapılan alışverişte bu seçim şansı baştan kaybolur.

Marka tarafında dört inç gamda Grundfos SP serisi ile Grundfos SQE serisi, altı inç gamda Grundfos SP ve Lowara 6GS gamı, konut ölçeğinde ise Wilo Sub TWU serisi yaygın olarak kullanılır. Bu serilerin ortak özelliği, aynı motor gücünde farklı kademe sayılarıyla farklı Q-H çiftleri sunmasıdır; yani seçim gücün değil eğrinin üzerinden yapılır. Taşıdığımız markaların tamamını markalar sayfamızda görebilirsiniz. (Detay: markalar sayfamız)

İhtiyaç debisi, sistemin en yoğun anında saatte kaç m³ su geçmesi gerektiğidir ve hesabın ilk girdisidir. Konutta armatür sayısı ve eşzamanlılık üzerinden, sulamada ise sulanan alan ve yöntem üzerinden bulunur. İki yöntem birbirinin yerine kullanılmaz; konut mantığıyla boyutlandırılan bir sulama sistemi de, sulama mantığıyla boyutlandırılan bir konut sistemi de yanlış çıkar.

Konut tarafında yerleşik yöntem, her armatürün hesap debisini toplayıp bir eşzamanlılık eğrisiyle indirgemektir; DIN 1988-300 bu eğriyi konut, otel, hastane ve okul gibi kullanım tipleri için ayrı ayrı tanımlar. Mantık şudur: bir villadaki tüm musluklar aynı anda açılmaz, dolayısıyla toplam armatür debisi hiçbir zaman gerçekleşmez. Tipik armatür hesap debileri lavaboda yaklaşık 0,07 L/s, duşta 0,15 L/s, mutfak eviyesinde 0,07 L/s, çamaşır makinesinde 0,15 L/s ve bahçe musluğunda 0,50 L/s mertebesindedir.

Örnek bir villada 3 lavabo, 2 duş, 1 mutfak eviyesi, 1 çamaşır makinesi, 1 bulaşık makinesi ve 1 bahçe musluğu bulunsun. Toplam armatür debisi 3 çarpı 0,07 artı 2 çarpı 0,15 artı 0,07 artı 0,15 artı 0,15 artı 0,50 eşittir 1,38 L/s çıkar. Konut eğrisi bu toplamı yaklaşık yarısına indirger; hesap debisi 0,65-0,75 L/s mertebesinde, yani 2,3-2,7 m³/h bandında kalır. Villada hidrofor ve depo boyutlandırma mantığı için ayrı rehberimiz vardır. (Detay: Villa İçin Hidrofor Tavsiyesi: Sessiz, Güçlü ve Az Elektrik Tüketen Modeller)

Dinamik su seviyesi, pompa çalışırken kuyu içindeki su yüzeyinin kuyu ağzından ölçülen derinliğidir ve dalgıç pompa hesabının en kritik girdisidir. Pompa durduğunda su yüzeyi yükselip dengeye gelir; bu değere statik su seviyesi denir. İkisi arasındaki farka çekim düşüşü adı verilir ve çekilen debiye bağlı olarak büyür.

İlişki üç terimle yazılır: dinamik su seviyesi eşittir statik su seviyesi artı çekim düşüşü. Çekim düşüşü ise kuyunun özgül debisiyle belirlenir. Özgül debi, birim düşüş başına alınabilen debidir ve m³/h bölü m biriminde ifade edilir. Bir kuyuda 4 m³/h çekimde su seviyesi 10 m düşüyorsa özgül debi 0,4 m³/h m'dir; aynı kuyudan 6 m³/h çekildiğinde düşüş yaklaşık 15 m olur.

Ölçüm yöntemi basittir ve sondaj tesliminde mutlaka istenmelidir. Kuyuya ucunda sesli ya da ışıklı seviye probu bulunan şeritmetre indirilir, statik seviye kaydedilir. Sonra test pompasıyla belirli bir debide çekim yapılır; seviye her 15 dakikada bir okunur ve değişmediği noktada denge sağlanmış demektir. Denge seviyesi dinamik su seviyesidir. Test en az 4 saat, tercihen 24 saat sürdürülür; kısa testler yanıltıcı biçimde iyimser sonuç verir.

Pompanın asılacağı derinlik de bu adımda belirlenir. Kural, pompa emiş ağzının en kötü durumdaki dinamik su seviyesinin en az 5-10 m altında, kuyu dibindeki çamur ve kum yatağının ise en az 3-5 m üzerinde olmasıdır. Bu iki koşul, hem kuru çalışmayı hem de kum aspirasyonunu önler. Pompa hiçbir zaman kuyunun en dibine indirilmez; dip bölge çöken katı maddelerin toplandığı yerdir ve oradan çekilen su çarkı kısa sürede aşındırır.

Kuru çalışma ve emiş şartlarının bozulması, dalgıç pompalarda kavitasyonun da tetikleyicisidir. Su seviyesi pompa emişine yaklaştığında girişte yerel basınç buhar basıncına iner, kabarcık oluşur ve çark yüzeyinde çöker. Mekanizmanın ayrıntısı ve önleme koşulları için ilgili rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Pompa Kavitasyonu Nedir, Nasıl Önlenir?)

Toplam manometrik yükseklik, pompanın suya kazandırması gereken toplam enerjinin metre su sütunu cinsinden ifadesidir ve dört terimin toplamıdır: dinamik su seviyesi, kuyu ağzından teslim noktasına kadar olan statik yükseklik, boru hattındaki sürtünme kaybı ve teslim noktasında istenen çıkış basıncı. Denklem H eşittir Hd artı Hs artı Hf artı Hp biçiminde yazılır ve dört terim de mSS cinsindendir.

Birinci terim Hd, dinamik su seviyesidir ve bir önceki adımda bulunmuştur. İkinci terim Hs, kuyu ağzı ile teslim noktası arasındaki düşey kot farkıdır; depo çatıdaysa artı, tarla kuyu ağzından aşağıdaysa eksi işaretlidir. Üçüncü terim Hf, kolon borusu ve yatay hat boyunca oluşan sürtünme kaybıdır. Dördüncü terim Hp, teslim noktasında istenen basınçtır: depoya serbest boşaltmada 1-2 mSS, yağmurlama başlığında 3,0 bar yani 30,6 mSS, damla sulamada 1,5 bar yani 15,3 mSS mertebesindedir.

Sürtünme kaybı Hazen-Williams bağıntısıyla hesaplanır: birim uzunluk başına kayıp eşittir 10,67 çarpı Q üzeri 1,852 bölü C üzeri 1,852 çarpı D üzeri 4,87. Burada Q m³/s, D boru iç çapı m, C ise boru pürüzlülük katsayısıdır. Katsayı yeni polietilen boruda 140-150, yeni galvanizde 120-130, yaşlanmış galvanizde 90-100 alınır. Hesapta orta yol olarak C eşittir 130 kullanmak, boruların birkaç yıl içinde pürüzlenmesini de karşılar.

Yerel kayıplar için pratik yaklaşım, hesaplanan sürtünme kaybına yüzde 10-15 pay eklemektir. Bu pay çek valf, dirsek, redüksiyon, küresel vana ve depo girişindeki kayıpları karşılar. Kolon hattında çok sayıda ek varsa ya da hat üzerinde filtre bulunuyorsa pay yüzde 20'ye çıkarılır. Filtre kayıpları özellikle kirlenmiş durumda hızla büyür; filtrasyon uygulamalarındaki basınç kaybı yönetimi için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Kum Filtresi mi Aktif Karbon Filtresi mi? Su Arıtmada Hangisi Ne İşe Yarar?)

Mil gücü, pompanın çarkını döndürmek için mil ucunda gereken güçtür ve P eşittir Q çarpı H bölü 367 çarpı eta bağıntısıyla bulunur. Burada P kilovat, Q metreküp bölü saat, H metre su sütunu ve eta pompa hidrolik verimi ondalık kesir olarak yazılır. Paydadaki 367 sayısı, suyun 1000 kg/m³ yoğunluğu ile yerçekimi ivmesinin birim dönüşümünden gelen sabittir.

Verim değeri, hesabın en çok soru işareti taşıyan girdisidir ve mutlaka seçilen modelin eğrisinden okunmalıdır. Ön hesap aşamasında dört inç dalgıç pompalarda 0,50-0,62, altı inç gamda 0,62-0,72, sekiz inç ve üzeri büyük gamda 0,72-0,80 mertebesinde bir bant kullanmak makul bir başlangıç verir. Küçük debili ve çok kademeli pompalar bandın alt ucunda, büyük debili ve az kademeli pompalar üst ucunda yer alır.

Verimin gücü nasıl belirlediğini bir örnekle görelim. 5 m³/h debiyi 84 mSS'ye basmak için gereken mil gücü, verim 0,60 iken 5 çarpı 84 bölü 367 çarpı 0,60 eşittir 420 bölü 220,2 eşittir 1,91 kW'tır. Aynı çalışma noktası verim 0,48 olan bir modelle karşılandığında 420 bölü 176,2 eşittir 2,38 kW gerekir. Yüzde 12 puanlık verim farkı, güçte yüzde 25 fark yaratır ve bu fark yılda binlerce kWh'e ulaşır.

Bu noktada motor verimi ile pompa verimini karıştırmamak gerekir. Yukarıdaki bağıntı pompa hidrolik verimini kullanır ve mil gücünü verir. Şebekeden çekilen elektrik gücü P1 ise mil gücünün motor verimine bölünmesiyle bulunur: dalgıç motorlarda motor verimi tipik olarak 0,72-0,84 bandındadır. Yıllık enerji tüketimi hesabı her zaman P1 üzerinden yapılır, mil gücü üzerinden değil. Pompa tarafındaki enerji kayıplarının nerede oluştuğunu ayrı rehberimizde ele aldık. (Detay: Mekanik Sistemlerde Enerji Verimliliği)

Motor gücü, hesaplanan mil gücüne emniyet payı eklenip standart motor kademesine yukarı yuvarlanmasıyla belirlenir. Kural şudur: motor anma gücü, hesaplanan mil gücünün en az 1,10-1,15 katı olmalıdır. Bu pay, eğri üzerindeki üretim toleransını, zamanla artacak boru pürüzlülüğünü ve dinamik su seviyesindeki mevsimsel değişimi karşılar.

Standart motor kademeleri kW olarak 0,37, 0,55, 0,75, 1,1, 1,5, 2,2, 3,0, 4,0, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5 ve 22 biçiminde ilerler. HP karşılıkları sırasıyla 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 3, 4, 5,5, 7,5, 10, 15, 20, 25 ve 30'dur. Hesap sonucu 2,19 kW çıkan bir sistemde motor 2,2 kW yani 3 HP seçilir; 2,32 kW çıksaydı 3,0 kW yani 4 HP seçilmesi gerekirdi. Aradaki 0,13 kW'lık fark bir kademe atlatır.

Servis faktörü bu noktada devreye girer ve doğru okunduğunda gereksiz kademe atlamasını önler. Servis faktörü 1,15 olan bir motor, anma gücünün yüzde 15 üzerinde sürekli çalışabilir; 2,2 kW anma gücüne sahip böyle bir motorun sürekli kapasitesi 2,53 kW'tır. Ancak servis faktörü bölgesinde çalışan motorun sıcaklık artışı yükselir, sargı ömrü kısalır ve verim bir miktar düşer. Bu yüzden servis faktörü bir tasarım payı olarak değil, geçici aşırı yüklenmeler için bir tampon olarak kullanılır.

60 metre kuyu için kaç HP dalgıç pompa gerekir sorusunun bu senaryodaki cevabı 1,1 kW, yani 1,5 HP'dir. Kuyu tek bir villaya hizmet eder, su çatıdaki 5 m³'lük depoya basılır ve depodan sonra ayrı bir hidrofor devreye girer. Hesap beş adımın tamamını izler.

Adım 1, debi. Villada toplam armatür debisi 1,38 L/s'dir ve depolu çalışıldığı için pompa anlık ihtiyaca göre değil doldurma süresine göre seçilir. Günlük tüketim 5 kişi çarpı 180 L eşittir 900 L, bahçe sulaması dâhil toplam 3,0 m³ kabul edilir. Deponun bu hacmi günde tek seferde ve 1 saat içinde alması istenir; ihtiyaç debisi 3,0 m³/h olarak belirlenir.

Adım 2, dinamik su seviyesi. Pompaj testinde statik su seviyesi 35 m ölçülmüştür. 3 m³/h çekimde denge seviyesi 43 m'de kurulmuştur; çekim düşüşü 8 m, özgül debi 3 bölü 8 eşittir 0,375 m³/h m'dir. Mevsimsel pay olarak statik seviyeye 0 m eklenmiştir çünkü ölçüm ağustos sonunda yapılmıştır. Dinamik su seviyesi 43 mSS olarak hesaba girer. Pompa, dinamik seviyenin 12 m altına yani 55 m'ye asılır; kuyu dibiyle arasında 5 m boşluk kalır.

Adım 3, toplam manometrik yükseklik. Çatı deposu kuyu ağzından 12 m yukarıdadır, yani Hs eşittir 12 mSS. Kolon borusu 55 m, kuyu ağzından depoya yatay ve düşey toplam hat 40 m'dir; eşdeğer uzunluk 95 m olur. Hat DN 32 galvaniz, iç çap 35,9 mm'dir. Akış hızı v eşittir 0,000833 bölü 0,001012 eşittir 0,82 m/s ile hedef bandın içindedir. Hazen-Williams ile birim kayıp 2,79 mSS bölü 100 m, 95 m için 2,65 mSS bulunur; yüzde 15 yerel pay eklenince Hf eşittir 3,0 mSS olur. Depo girişinde istenen basınç Hp eşittir 2 mSS'dir.

Toplam: H eşittir 43 artı 12 artı 3,0 artı 2 eşittir 60 mSS. Çalışma noktası 3 m³/h ve 60 mSS'dir. Adım 4, mil gücü. Bu debi ve yükseklikte dört inç çok kademeli bir pompanın verimi 0,55 mertebesindedir. P eşittir 3 çarpı 60 bölü 367 çarpı 0,55 eşittir 180 bölü 201,85 eşittir 0,89 kW.

Adım 5, motor. Emniyet payı 1,15 uygulanır: 0,89 çarpı 1,15 eşittir 1,03 kW. Standart kademede bir üst değer 1,1 kW'tır ve HP karşılığı 1,1 bölü 0,746 eşittir 1,47, yani ticari adıyla 1,5 HP'dir. Sahada bu kuyuya çoğunlukla 2 HP takılır; hesap 1,5 HP'nin yeterli olduğunu ve 2 HP'nin çalışma noktasını eğri üzerinde sağa kaydırarak çekim düşüşünü büyüteceğini gösterir. Bu ölçekte Grundfos SQE gamı ile Wilo Sub TWU 4 gamı doğrudan karşılık verir.

100 metre kuyu için kaç HP pompa gerekir sorusunun bu senaryodaki cevabı 2,2 kW, yani 3 HP'dir. Kuyu 20 daireli bir siteye hizmet eder, su zemin kattaki 15 m³'lük depoya basılır. Aynı kuyu daha yüksek bir debiyle işletilseydi cevap tamamen değişirdi; sayıyı belirleyen derinlik değil çalışma noktasıdır.

Adım 1, debi. 20 daire, daire başına 3,5 kişi ve kişi başı 175 L/gün ile günlük tüketim 20 çarpı 3,5 çarpı 175 eşittir 12.250 L, yani 12,25 m³'tür. Deponun günde iki dolum çevriminde ve toplam 2,5 saat çalışmayla dolması istenir; ihtiyaç debisi 12,25 bölü 2,5 eşittir 4,9 m³/h, yuvarlanarak 5,0 m³/h alınır.

Adım 2, dinamik su seviyesi. Pompaj testinde statik seviye 52 m'dir. 5 m³/h çekimde denge 68 m'de kurulmuş, çekim düşüşü 16 m ve özgül debi 5 bölü 16 eşittir 0,31 m³/h m çıkmıştır. Dinamik su seviyesi 68 mSS'dir. Pompa 88 m'ye asılır; dinamik seviyeyle arasında 20 m, kuyu dibiyle arasında 12 m pay kalır. Bu pay, kurak yıllarda su tablasının 8-10 m düşmesine karşı tampon oluşturur.

Adım 3, toplam manometrik yükseklik. Depo kuyu ağzından 8 m yukarıdadır: Hs eşittir 8 mSS. Kolon 88 m, yatay hat 60 m, eşdeğer uzunluk 148 m'dir. Hat DN 40, iç çap 41,8 mm'dir. Akış hızı v eşittir 0,001389 bölü 0,001372 eşittir 1,01 m/s ile ideal banttadır. Birim kayıp 3,44 mSS bölü 100 m, 148 m için 5,10 mSS; yüzde 15 pay ile Hf eşittir 6,0 mSS olur. Depo girişi Hp eşittir 2 mSS'dir.

Toplam: H eşittir 68 artı 8 artı 6,0 artı 2 eşittir 84 mSS. Çalışma noktası 5 m³/h ve 84 mSS'dir. Adım 4, mil gücü. Bu noktada dört inç gamda verim 0,60 mertebesindedir. P eşittir 5 çarpı 84 bölü 367 çarpı 0,60 eşittir 420 bölü 220,2 eşittir 1,91 kW.

Adım 5, motor. 1,91 çarpı 1,15 eşittir 2,19 kW; standart kademede karşılığı tam olarak 2,2 kW yani 3 HP'dir. Sonucun 2,2 kW sınırına 0,01 kW kalarak oturması, hesabın ne kadar hassas olduğunu gösterir. Kolon borusu DN 40 yerine DN 32 seçilseydi sürtünme kaybı 6,0 mSS'den yaklaşık 17 mSS'ye çıkar, H 95 mSS olur, mil gücü 2,16 kW'a yükselir ve emniyet payıyla 2,48 kW gerektiği için motor 3,0 kW yani 4 HP'ye çıkardı. Tek bir boru çapı kararı bir motor kademesi ettirir.

150 metre derinlikte, 8 m³/h ihtiyacı olan bir kuyuda cevap 5,5 kW, yani 7,5 HP'dir. Bu senaryo, derinliğin gücü nasıl büyüttüğünü gösterir: debi bir öncekinin yalnızca 1,6 katıyken güç 2,5 katına çıkar. Sebep, dinamik su seviyesinin 68 m'den 110 m'ye yükselmesidir.

Adım 1, debi. Tesis, küçük bir üretim işletmesi ile 6 dekar bahçeyi birlikte besler. Proses ihtiyacı 3,5 m³/h, damla sulama ihtiyacı 6 dekar çarpı 0,7 L/s dekar eşittir 4,2 L/s ancak sulama gece yapıldığı için eşzamanlı değildir. En yoğun saat sulama saatidir; 4,2 L/s eşittir 15,1 m³/h olmakla birlikte sulama üç sektöre bölünmüştür ve aynı anda tek sektör çalışır. Sektör debisi 5,0 m³/h, proses 3,0 m³/h ile birlikte tasarım debisi 8,0 m³/h alınır.

Adım 2, dinamik su seviyesi. Statik seviye 85 m'dir. 8 m³/h çekimde denge 110 m'de kurulmuş, çekim düşüşü 25 m ve özgül debi 8 bölü 25 eşittir 0,32 m³/h m bulunmuştur. Dinamik su seviyesi 110 mSS'dir. Pompa 130 m'ye asılır; kuyu dibine 20 m, dinamik seviyeye 20 m mesafe kalır.

Adım 3, toplam manometrik yükseklik. Depo kuyu ağzından 15 m yukarıdaki bir tepede: Hs eşittir 15 mSS. Kolon 130 m, yatay hat 70 m, eşdeğer uzunluk 200 m'dir. Hat DN 50, iç çap 53,1 mm'dir. Akış hızı v eşittir 0,002222 bölü 0,002215 eşittir 1,00 m/s'dir. Birim kayıp 2,56 mSS bölü 100 m, 200 m için 5,13 mSS; yüzde 15 pay ile Hf eşittir 6,0 mSS. Depo girişi Hp eşittir 2 mSS'dir.

Toplam: H eşittir 110 artı 15 artı 6,0 artı 2 eşittir 133 mSS. Çalışma noktası 8 m³/h ve 133 mSS'dir. Adım 4, mil gücü. Bu debi ve yükseklikte dört inç üst gam ya da altı inç alt gam pompaların verimi 0,64 mertebesindedir. P eşittir 8 çarpı 133 bölü 367 çarpı 0,64 eşittir 1064 bölü 234,88 eşittir 4,53 kW.

Adım 5, motor. 4,53 çarpı 1,15 eşittir 5,21 kW; standart kademede bir üst değer 5,5 kW, HP karşılığı 5,5 bölü 0,746 eşittir 7,37 yani 7,5 HP'dir. Dikkat edilmesi gereken nokta, 4,0 kW motorun bu noktada yetersiz kalmasıdır: mil gücü zaten 4,53 kW'tır ve 4,0 kW motor servis faktörü bölgesinde bile sürekli çalışamaz. Bu ölçekte Grundfos SP 8 gamı ile Lowara 6GS gamı kullanılır.

Bu senaryoda ek bir kontrol daha vardır. 133 mSS basma yüksekliği ve 130 m kolon boyu, kolon borusunun taşıdığı iç basıncın PN 16 sınıfına yaklaştığı anlamına gelir. Pompa kapalı vanada çalıştığında üretilen kapalı vana basıncı, çalışma noktasındakinin yüzde 20-25 üzerine çıkabilir; yani yaklaşık 165 mSS, 16 bar mertebesinde bir iç basınç oluşur. Kolon borusu, bağlantı elemanları ve çek valf bu basınca göre seçilir. Boru ve bağlantı grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Tesisat)

40 metrelik sığ bir sulama kuyusunda 15 m³/h debi için cevap yine 5,5 kW, yani 7,5 HP'dir. Bu sonuç rehberin ana tezini tek başına kanıtlar: 150 metrelik derin kuyu ile 40 metrelik sığ kuyu aynı motor gücünü gerektirir, çünkü biri yüksekliği diğeri debiyi büyütmüştür. Kuyu derinliğine bakarak HP söylemek, bu iki sistemi aynı sanmak demektir.

Adım 1, debi. Sulanacak alan 3,5 dekardır ve yöntem yağmurlamadır. Yağmurlama için tipik ihtiyaç 1,0-1,5 L/s dekar bandındadır; bitki deseni ve günlük 8 saatlik sulama süresi için 1,2 L/s dekar seçilir. İhtiyaç 3,5 çarpı 1,2 eşittir 4,2 L/s, yani 4,2 çarpı 3,6 eşittir 15,1 m³/h'dir. Tasarım debisi 15,0 m³/h alınır.

Adım 2, dinamik su seviyesi. Statik seviye 18 m'dir. 15 m³/h çekimde denge 27 m'de kurulmuş, çekim düşüşü 9 m ve özgül debi 15 bölü 9 eşittir 1,67 m³/h m çıkmıştır. Kuyunun özgül debisi yüksektir, yani formasyon verimlidir. Dinamik su seviyesi 27 mSS'dir. Pompa 34 m'ye asılır.

Adım 3, toplam manometrik yükseklik. Tarla kuyu ağzından ortalama 5 m yukarıda: Hs eşittir 5 mSS. Kolon 34 m, ana sulama hattı 250 m, eşdeğer uzunluk 284 m'dir. Hat DN 65, iç çap 68,8 mm'dir. Akış hızı v eşittir 0,004167 bölü 0,003718 eşittir 1,12 m/s'dir. Birim kayıp 2,33 mSS bölü 100 m, 284 m için 6,60 mSS; yüzde 15 pay ile Hf eşittir 7,5 mSS. Yağmurlama başlığında istenen basınç 3,0 bar yani Hp eşittir 30,6 mSS'dir.

Toplam: H eşittir 27 artı 5 artı 7,5 artı 30,6 eşittir 70,1 mSS, yuvarlanarak 70 mSS. Çalışma noktası 15 m³/h ve 70 mSS'dir. Burada dikkat çeken şey, toplam yüksekliğin yüzde 44'ünün başlık basıncından gelmesidir; kuyudan kaldırma yalnızca yüzde 39'dur. Sulama sistemlerinde çıkış basıncını gereğinden yüksek seçmek, pompa gücünü doğrudan büyüten en pahalı karardır.

Adım 4, mil gücü. 15 m³/h ve 70 mSS noktasında altı inç gamda verim 0,70 mertebesindedir. P eşittir 15 çarpı 70 bölü 367 çarpı 0,70 eşittir 1050 bölü 256,9 eşittir 4,09 kW. Adım 5, motor: 4,09 çarpı 1,15 eşittir 4,70 kW; standart kademede bir üst değer 5,5 kW, yani 7,5 HP'dir. 4,0 kW motor 4,70 kW gereksinimi karşılamaz.

Dalgıç pompa aşırı boyutlandırma, hesaplanan çalışma noktasının belirgin biçimde üzerinde bir pompa seçilmesidir ve dört ayrı bedeli vardır: kuyu ömrü, enerji tüketimi, elektrik tesisatı ve mekanik aşınma. Yaygın inanışın aksine büyük pompa emniyet payı değildir; kendi başına bir arıza kaynağıdır.

Birinci bedel kuyu tarafındadır. Pompa büyütüldüğünde çalışma noktası eğri üzerinde sağa kayar, yani daha yüksek debiye oturur. 3 m³/h için hesaplanan bir kuyuya 5 m³/h basan bir pompa konduğunda çekim düşüşü özgül debiyle orantılı biçimde büyür; 0,375 m³/h m özgül debili bir kuyuda düşüş 8 m'den 13,3 m'ye çıkar. Su seviyesi filtre borusu bölgesine indiğinde formasyondan kum sürüklenmeye başlar ve kuyu yıllar içinde dolar.

İkinci bedel enerjidir ve ölçülebilir. Senaryo 4'te gereken mil gücü 4,09 kW'tır. Aynı sisteme bir üst gam pompa takılıp debisi kısma vanasıyla 15 m³/h'ye düşürüldüğünde pompa, boşa harcanan basınç farkı yüzünden yaklaşık 5,3 kW mil gücü çeker. Fark 1,2 kW'tır. Yılda 1.500 saat çalışan bir sulama sisteminde bu 1,2 çarpı 1.500 eşittir 1.800 kWh/yıl fazladan tüketim demektir ve pompa ömrü boyunca on binlerce kWh'e ulaşır.

Üçüncü bedel elektrik tesisatındadır. Motor kademesi 4,0 kW'tan 7,5 kW'a çıktığında anma akımı yaklaşık 9,0 A'den 16,5 A'e yükselir; aynı kablo boyunda gerilim düşümünü sınırda tutmak için kesit 6 mm²'den 10 mm²'ye çıkarılmalıdır. Yol verme akımı da orantılı biçimde büyür, şalter ve termik röle bir kademe büyür, gerekiyorsa abone bağlantı gücü artırılır. Bu kalemlerin hiçbiri sisteme fazladan tek litre su kazandırmaz.

Dördüncü bedel mekaniktir. Aşırı boyutlu bir pompa çoğu zaman kısma vanasıyla frenlenerek çalıştırılır; bu, eğrinin sol tarafında yani düşük debili bölgede çalışmak demektir. Bu bölgede eksenel itme kuvvetleri artar, radyal yükler dengesizleşir ve itme yatağı hızla aşınır. Ayrıca depo dolum süresi kısaldığı için kalkış-duruş sayısı büyür; dalgıç motorlarda saatte 10-15 kalkış tipik üst sınırdır ve bu sınırın aşılması sargı ömrünü doğrudan kısaltır. Kalkış sayısı, yatak durumu ve akım izleme gibi periyodik bakım kalemleri için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Pompa Bakımı)

Dalgıç pompalarda kablo, motorun bir parçası kadar kritiktir çünkü uzunluğu onlarca hatta yüzlerce metredir ve gerilim düşümü doğrudan motor ömrünü belirler. Kuyu pompası kablo kesiti hesabı iki koşulu birlikte sağlamalıdır: kesit anma akımını ısınmadan taşımalı ve motor uçlarındaki gerilim düşümü yüzde 3'ü aşmamalıdır. Pratikte belirleyici olan neredeyse her zaman ikinci koşuldur.

Önce akım bulunur. Üç fazlı bir motorda I eşittir P2 bölü kök 3 çarpı U çarpı cos fi çarpı eta bağıntısı kullanılır. Senaryo 3'teki 5,5 kW motor için U eşittir 380 V, cos fi eşittir 0,82 ve motor verimi 0,82 alınırsa I eşittir 5500 bölü 1,732 çarpı 380 çarpı 0,82 çarpı 0,82 eşittir 5500 bölü 442,6 eşittir 12,4 A çıkar.

Sonra gerilim düşümü hesaplanır. Üç fazlı hatta yaklaşık bağıntı delta U eşittir kök 3 çarpı L çarpı I çarpı rho bölü S'dir; burada L kablo boyu m, I akım A, rho bakır özdirenci 0,0175 ohm mm² bölü m ve S kesit mm²'dir. Kablo boyu, kuyu içindeki 130 m ile pano arasındaki 25 m'nin toplamı olan 155 m'dir. Pay hesaplanır: 1,732 çarpı 155 çarpı 12,4 çarpı 0,0175 eşittir 58,3.

Kesitler denenir. S eşittir 4 mm² için delta U eşittir 58,3 bölü 4 eşittir 14,6 V; yüzde karşılığı 14,6 bölü 380 çarpı 100 eşittir yüzde 3,84'tür ve yüzde 3 sınırını aşar. S eşittir 6 mm² için delta U eşittir 58,3 bölü 6 eşittir 9,7 V; yüzde karşılığı 9,7 bölü 380 çarpı 100 eşittir yüzde 2,56'dır ve sınırın altındadır. Seçim 6 mm²'dir. Akım taşıma açısından 4 mm² yeterli olurdu; kesiti belirleyen kablo boyudur.

Dalgıç pompa yol verme akımı ayrı bir başlıktır. Doğrudan yol vermede kalkış akımı anma akımının 5-7 katına çıkar; 12,4 A anma akımlı bir motorda anlık 62-87 A demektir. Bu darbe hem şebekede gerilim çökmesine hem de pompa milinde ani burulma momentine yol açar. Üç çözüm vardır: yıldız-üçgen yol verme akımı 2-3 kata indirir, yumuşak yol verici 2-3 kata indirir ve rampayı ayarlanabilir kılar, frekans konvertörü ise akımı 1,1-1,5 kata düşürür.

• Doğrudan yol verme — Kalkış akımı: anma akımının 5-7 katı; Uygunluk: 4 kW altı, kısa kablolu, seyrek kalkışlı sistemler; Su darbesi riski: yüksek
• Yıldız-üçgen — Kalkış akımı: 2-3 kat; Uygunluk: 5,5-15 kW arası, altı uçlu motorlar; Sınırlama: geçiş anında akım darbesi yeniden oluşur
• Yumuşak yol verici — Kalkış akımı: 2-3 kat, rampa süresi ayarlanabilir; Uygunluk: 4 kW üzeri tüm gam; Örnek gam: Siemens Sirius 3RW serisi
• Frekans konvertörü — Kalkış akımı: 1,1-1,5 kat; Ek kazanç: değişken debide devir kontrolü, kısmi yükte enerji tasarrufu; Örnek gam: Danfoss FC 202 su ve atıksu serisi
• Motor koruma rölesi — İşlev: kuru çalışma, faz kaybı, aşırı yük ve düşük gerilim koruması; Örnek gam: Grundfos MP 204 elektronik motor koruma ünitesi
• Kuru çalışma sensörü — İşlev: su seviyesi pompa emişine yaklaştığında durdurma; Uygulama: seviye elektrodu, basınç şalteri ya da akım izleme ile

Dalgıç motor, çevresinden geçen suyla soğutulur ve bu soğutmanın gerçekleşmesi için motor gövdesi ile kuyu muhafaza borusu arasındaki halka kesitte belirli bir minimum akış hızı sağlanmalıdır. Yerleşik tasarım değeri 0,15 m/s'dir. Bu hız sağlanmadığında motor, hesap doğru olsa bile aşırı ısınır ve sargı ömrü kısalır.

Halka kesit alanı, kuyu iç çapının karesi ile motor gövde çapının karesi arasındaki farktan bulunur: A eşittir pi bölü 4 çarpı D kuyu karesi eksi d motor karesi. Senaryo 3'teki altı inç motoru ele alalım: motor gövde çapı 143 mm, kuyu muhafaza iç çapı 200 mm'dir. A eşittir pi bölü 4 çarpı 0,200 karesi eksi 0,143 karesi eşittir pi bölü 4 çarpı 0,04 eksi 0,020449 eşittir 0,01536 m²'dir.

Akış hızı bu alandan geçen debiyle bulunur. Q eşittir 8 m³/h eşittir 0,002222 m³/s olduğuna göre v eşittir 0,002222 bölü 0,01536 eşittir 0,145 m/s çıkar. Değer 0,15 m/s sınırının hemen altındadır, yani soğutma sınırdadır. Çözüm, motorun etrafına bir akış gömleği geçirerek kesiti daraltmaktır; gömlek iç çapı 175 mm olduğunda halka alan 0,00801 m²'ye iner ve hız 0,277 m/s'ye çıkarak sınırın belirgin biçimde üzerine geçer.

Kuyu suyunun kimyasal içeriği de motor ve pompa seçimini etkiler. Kum içeriği 50 g/m³ üzerindeki sularda döküm çark hızla aşınır ve paslanmaz ya da teknopolimer çark tercih edilir. Klorür içeriği yüksek sularda AISI 304 yerine AISI 316 gövde gerekir. Su analizi ve gerekiyorsa arıtma çözümleri için ürün grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Arıtma)

Aynı hesap sonucunu üç farklı işletme mimarisiyle karşılamak mümkündür: sabit devirli pompa ile depolu çalışma, frekans konvertörlü sabit basınçlı çalışma ve iki pompalı kademeli çalışma. Seçim, debinin gün içinde ne kadar değiştiğine ve kuyu veriminin ne kadar sınırlı olduğuna bakılarak yapılır. Kuyu verimi düşükse hüküm nettir: depolu sistem seçilir.

• Sabit devir artı depo — Çalışma biçimi: pompa tek noktada çalışır, depo dolunca durur; Kime uygun: kuyu verimi sınırlı, gün içi tüketimi dalgalı konut ve site sistemleri; Avantaj: pompa daima en verimli noktada çalışır, kuyu dinlenme fırsatı bulur
• Sabit devir artı depo — Sınırlama: depo hacmi ve yer ihtiyacı, depodan sonra ayrı bir hidrofor gerekliliği, deponun temizlik ve hijyen bakımı
• Frekans konvertörlü sabit basınç — Çalışma biçimi: pompa devri basınç sensörüne göre sürekli ayarlanır; Kime uygun: depo yeri olmayan, tüketimi sürekli ve değişken olan tesisler; Avantaj: kısmi yükte güç devrin küpüyle düştüğü için tüketimde yüzde 25-40 azalma
• Frekans konvertörlü sabit basınç — Sınırlama: düşük devirde motor soğutma akışı azalır, minimum devir sınırı konmalıdır; kablo uzunluğuna bağlı olarak dV/dt filtresi gerekebilir
• İki pompalı kademeli sistem — Çalışma biçimi: küçük pompa temel yükü, büyük pompa tepe yükü karşılar; Kime uygun: yaz-kış debi farkı üç kattan büyük olan sulama ve karma tesisler; Avantaj: her iki pompa da kendi verimli bandında çalışır
• Kime uygun özet hüküm — Kuyu verimi sınırlıysa depolu sistem; tüketim sürekli ve değişkense frekans konvertörü; sezonluk debi farkı üç kattan büyükse iki pompalı kademeli çözüm seçilir

Depolu sistemlerde kuyu pompası ile bina hidroforu iki ayrı hesabın konusudur ve birbirinin yerine geçmez. Kuyu pompası depoya basar, hidrofor depodan alıp binaya dağıtır. Bu ayrım yapılmadığında kuyu pompası hem kuyudan kaldırma hem bina basıncı yüklerini birlikte taşımak zorunda kalır, sürekli çalışır ve kuyuyu yorar. Hidrofor tarafındaki marka ve gam karşılaştırması için ayrı rehberimiz vardır. (Detay: En İyi Hidrofor Markaları Hangileri? Grundfos, Wilo, DAB, Lowara, Etna ve Sumak Karşılaştırması)

Kuyu suyunun kirli su içerdiği ya da kuyunun aslında bir drenaj çukuru olduğu durumlarda seçim tamamen değişir. Kuyu dalgıç pompaları temiz su için tasarlanmıştır ve katı madde geçirmez; katı içeren sularda drenaj ya da foseptik tipi pompalar kullanılır. İki grubun çark geometrisi, geçiş açıklığı ve gövde malzemesi farklıdır. Drenaj uygulamalarındaki seçim kriterleri için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Drenaj Pompası Seçimi)