Ponorné čerpadlá do vrtu majú vysoký výkon a sú určené na nepretržité čerpanie čistej vody z vrtov, studní a zberných nádrží. Nevyhnutnou podmienkou pre ich správne fungovanie je, aby boli čerpadlá do vrtu ponorené do vody pod dynamickú hladinu počas celej doby prevádzky. Ponorné čerpadlá totiž nasávajú vodu, ktorú následne vytláčajú až k odberovému miestu. Prúdenie okolitej vody zároveň zabezpečuje chladenie čerpadla a zabraňuje prehriatiu motora.
Ak však vo vrte nie je dostatok čistej vody, hlbinné čerpadlo beží ďalej, ale bez dostatočného množstva kvapaliny. Tento stav sa nazýva suchobeh a môže viesť až k úplnému zničeniu čerpadla.
Pri nedostatku vody môže dôjsť k nasledujúcim nežiaducim efektom:
Čerpadlo čerpá znečistenú podzemnú vodu, ktorá môže obsahovať nadmerné množstvo pevných látok. Čerpadlá do vrtu sú konštruované na čerpanie čistej vody: väčší obsah abrazívnych častíc a piesčitého materiálu vo vode zvyšuje opotrebenie čerpadla, znižuje účinnosť a podstatne skracuje životnosť čerpadla do vrtu. Znečistená voda je ďalej vytláčaná až k odberným miestam, avšak môže byť navyše zdravotne závadná. Vrt na vodu je pre opätovné čerpanie vody ponorným čerpadlom nevyhnutné vyčistiť.
Ponorné čerpadlo na vodu nasáva vzduch alebo iný plyn z okolitej pôdy. Vo vode sa vytvárajú bubliny, ktoré podstatne znižujú výkon čerpadla a ich prítomnosť môže viesť až k poškodeniu a úplnému zničeniu čerpadla.
Nedochádza k dostatočnému chladeniu ponorného čerpadla do vrtu. Prúdenie vody okolo čerpadla do vrtu zabezpečuje jeho chladenie. Ak však v zdroji vody žiadna voda nie je, čerpadlo sa nemá ako ochladzovať. Dochádza k prudkému zvýšeniu teploty ponorného čerpadla, čo môže viesť ku kritickému opotrebeniu ložísk a k spáleniu a úplnému zničeniu motora.
Poškodenie čerpadla do vrtu v dôsledku suchobehu je jedna z najčastejších príčin porúch čerpadiel, pritom je ale investícia do správnej ochrany v porovnaní s cenou nového čerpadla zanedbateľná. Existuje hneď niekoľko technológií, ktoré zabezpečia, aby sa vaše čerpadlo v prípade nízkej hladiny vody včas vyplo. Čerpadlá do vrtu majú však špecifickú konštrukciu, a preto nemožno v tomto prípade použiť všetky spôsoby ochrany proti suchobehu.
Všeobecne možno ochranu proti chodu na sucho pre ponorné čerpadlo riešiť viacerými spôsobmi, ale pri výbere konkrétneho spôsobu je potrebné zohľadniť podmienky vrtu, kde bude ochrana čerpadla nainštalovaná.
Ako teda zabezpečiť ochranu proti chodu na sucho?
Zaobstarať si ponorné čerpadlo do vrtu, ktoré už má ochranu proti suchobehu zabudovanú.
Inštaláciou sond na sledovanie hladiny vo vrte na vodu/studni.
Namontovaním spínačov na ponorné čerpadlo.
Ponorné čerpadlá s frekvenčným meničom, ako napríklad čerpadlá do vrtu Grundfos SQ/SQE, majú ochranu proti behu na sucho zabudovanú.
Ponorné čerpadlá do vrtu pomocou riadiacej jednotky sledujú tlak. Ak voda klesne pod úroveň sania, tak prudko klesne tlak. Frekvenčný menič okamžite rozpozná zmenu a zastaví motor skôr, než by mohlo dôjsť k jeho poškodeniu. Čerpadlá do vrtu Grundfos SQ/SQE sa potom po piatich minútach automaticky opäť spustia, ale ak je vody stále málo, do piatich sekúnd sa znovu vypnú, aby nedošlo k prehriatiu motora. Celý proces sa opakuje, kým nie je v zdroji dostatočné množstvo vody.
Spínacie jednotky pre ochranu čerpadla proti chodu na sucho sú namontované priamo na ponorné čerpadlo. Ide o účinnú formu ochrany v prípade samostatných čerpadiel, ktoré nie sú riadené riadiacou jednotkou.
Plavákové spínače predstavujú jednoduché riešenie pre sledovanie hladiny vody. Spínač je pripojený k čerpadlu v základnej polohe a akonáhle klesne hladina, preklopí sa, a tým vypne čerpadlo. Keď sa hladina opäť zdvihne, čerpadlo sa spustí. Nevýhodou plavákových spínačov je, že je pre ich použitie potrebný dostatočný priestor okolo čerpadla pre pohyb plaváka. V prípade úzkych vrtov tak nie je ich inštalácia možná.
Kombinované spínače sledujú dostatočný tlak a prietok čerpadla ponorného. Pri otvorení kohútika (odberu vody) klesne tlak, na čo kombinovaný spínač reaguje zapnutím čerpadla. Akonáhle je odber vody ukončený, spínač zaznamená zastavenie prietoku a nárast tlaku a vypne čerpadlo. Ak nie je vo vrte na vodu potrebné množstvo vody, nedôjde k spusteniu čerpadla, pretože tlak a prietok nie sú dostatočné na jej čerpanie.
Sledovanie hladiny vody pomocou vodivostných sond je účinný spôsob ochrany čerpadla pred suchobehom. Sondy monitorujú množstvo vody v zdroji tak, aby nedošlo k poklesu hladiny vody pod sanie čerpadla. K vypnutiu dochádza ešte pred kritickým úbytkom vody a čerpadlo do vrtu zostáva stále ponorené pod dynamickú hladinu.
Do vrtu, studne či nádrže sa nainštalujú sondy, pomocou ktorých sa vymedzí, odkiaľ kam sa má voda čerpať. Systém funguje už s dvoma sondami, avšak pre optimálnu ochranu čerpadla sú potrebné tri: sonda na sledovanie minimálnej hladiny, sonda na sledovanie maximálnej hladiny a referenčná sonda, ktorá je umiestnená pod úrovňou minimálnej hladiny. Akonáhle klesne hladina vody na úroveň minima, spínač vypne čerpadlo a opäť ho spustí, keď množstvo vody vzrastie.
Schéma sledovania hladiny pomocou sond
Najúčinnejšou a najspoľahlivejšou ochranou proti suchobehu čerpadla je nenechať nič na náhodu a postarať sa o to, aby nedošlo k nadmernému vyčerpaniu zdroja vody. Časté spúšťanie a vypínanie ponorného čerpadla do vrtu zaťažuje motor a stýkače čerpadla a podstatne skracuje jeho životnosť, preto je dobré tomuto problému predchádzať. Aj tak sú ale systémy na ochranu čerpadla proti behu na sucho skvelým pomocníkom, ktorý sa postará o vaše čerpadlo a ochranu celého vrtu.