Hrací plochy golfového hřiště i anglický park u zámku se v horku bez vody rychle zhorší a obnova drnu pak trvá dlouho. Zavlažování těchto ploch stojí na čerpací stanici, která má příkon v desítkách kilowattů. Provozovatel areálu nebo obec, která park spravuje, se proto v suchém létě může dostat do situace, kdy stávající přípojka delší provoz neunese.

Jak velká čerpací stanice funguje

Vodu bere stanice z vrtu, rybníka nebo akumulační nádrže a žene ji do okruhu potrubí s desítkami až stovkami postřikovačů. Základem je jedno nebo několik čerpadel s řídicí jednotkou, která hlídá tlak a spíná jednotlivé sekce. Menší udržovací čerpadlo drží tlak v síti, když hlavní čerpadlo neběží, a při zavlažování se do výpočtu příkonu nezahrnuje.

Zavlažování se obvykle plánuje na noc nebo časné ráno, protože se tehdy z povrchu odpaří méně vody. Stanice tak běží několik hodin v kuse a její odběr se během cyklu mění jen málo. Trvalý odběr se proto dá spočítat poměrně přesně.

Kolik výkonu čerpadlo skutečně potřebuje

Hydraulický výkon čerpadla je součin průtoku, výtlačné výšky, hustoty vody a tíhového zrychlení. Na tento výkon je pak potřeba připočítat ztráty čerpadla a motoru.

  • Příklad počítá s jedním hlavním čerpadlem, které dodává 120 m³/h při tlaku 6 bar, což odpovídá výtlačné výšce zhruba 60 m.
  • Hydraulický výkon vychází na 0,0333 m³/s × 1 000 kg/m³ × 9,81 m/s² × 60 m, tedy asi 19,6 kW.
  • Při účinnosti čerpadla 70 % je potřeba na hřídeli přibližně 28 kW.
  • Při účinnosti motoru 92 % činí elektrický příkon asi 30 kW.
  • Řídicí technika a pomocné odběry přidají podle předpokladu příkladu zhruba 6 kW.

Trvalý odběr je tedy kolem 36 kW. Při účiníku 0,85 to odpovídá zdánlivému výkonu zhruba 43 kVA. Tato hodnota obsahuje jen běžící provoz a rozběh motoru v ní zahrnutý není.

Kapotovaná modrá elektrocentrála na přívěsu vedle rozvaděče čerpací stanice, za ní zavlažovaný trávník

Proč o velikosti zdroje rozhoduje rozběh

Asynchronní motor si při zapnutí řekne o mnohonásobek jmenovitého proudu. Při přímém rozběhu to bývá sedmkrát až desetkrát tolik a u účinnějších motorů až patnáctkrát. Příklad počítá s dolní hranicí. Motor má jmenovitý proud zhruba 52 A, takže špička při přímém rozběhu dosáhne 360 až 520 A. To odpovídá zhruba 250 až 360 kVA po dobu řádově sekund.

Zdroj takovou špičku nezvládne bez výrazného propadu napětí. Řídicí jednotky, stykače nebo měniče frekvence pak mohou vypadnout. Rozběh proto omezuje softstarter nebo měnič frekvence. Konkrétní násobek proudu uvádí výrobce zařízení a přípustný pokles napětí uvádí výrobce alternátoru.

Příklad se softstarterem vychází z předpokladu, že rozběhový proud klesne na 3 až 4násobek jmenovitého. Vychází to na zhruba 155 až 210 A, tedy přibližně 110 až 145 kVA. K tomu se přičítá malý odběr řídicí techniky a rezerva na pokles napětí, takže stroj kolem 150 kVA je rozumný odhad. Přesnou velikost potvrdí výrobce softstarteru a alternátoru z rozběhových hodnot skutečného zařízení.

Rozsah od 15 do 1 600 kVA nabízí například Valeon. Stačí poslat hodnotu jističe nebo seznam spotřebičů a technik půjčovny výkon dopočítá. Kapotované stroje na přívěsu pokrývají výkony do 275 kVA a výkonnější sestavy jsou v kontejnerech. Při vyšší potřebě lze stroje propojit do paralelního chodu.

Měnič frekvence může zatěžovat generátor harmonickými proudy, proto je dobré při objednávce uvést, jaký typ řízení čerpadlo používá.

Provoz v období sucha

Mobilní zdroj řeší situaci, kdy se na posílení přípojky nedá čekat. Žádost, projekt a stavba se do letošní sezóny nemusí vejít. Pokud ano, zdroj se hodí jako záloha po dobu prací.

Při plánování stojí za to spočítat spotřebu paliva. Spotřeba se u naftových strojů pohybuje kolem 250 až 300 mililitrů na každou vyrobenou kWh. V příkladu s odběrem 36 kW to vychází orientačně na 9 až 11 l za hodinu, tedy asi 36 až 44 l za čtyřhodinový noční cyklus. Stroj kolem 150 kVA běží při tomto odběru pod polovinou zatížení a spotřeba na kWh bude vyšší, proto se počítá s rezervou. Nádrž agregátu nebo externí nádrž má pokrýt několik takových nocí, aby obsluha hřiště nemusela doplňovat palivo denně.

Výběr zdroje má pět kroků.

  1. Zjistěte štítkové hodnoty čerpadla, tedy jmenovitý výkon a proud.
  2. Zjistěte, jak se motor rozbíhá a zda rozvaděč obsahuje softstarter, nebo měnič frekvence.
  3. Sečtěte trvalý odběr pomocných zařízení.
  4. Nechte technika půjčovny zkontrolovat rozběhové hodnoty proti vybranému stroji.
  5. Určete, kudy povede kabel od zdroje k rozvaděči a kde bude stroj stát, aby netlačil na trávník.