اجزای اصلی سیستم آبرسانی چاه (بخش اول)‏

سیستم چاه آب، مجموعه تجهیزاتی است که باعث پمپاژ آب از داخل چاه، رساندن به سطح زمین و در اختیار قرار دادن آن برای مصرف می شود.  بصورت کلی، هر سیستم آبرسانی چاه، دارای سه بخش اصلی است که در شکل 1 نمایش داده است. این اجزا عبارتند از:

- پمپ

- تبدیل کننده بدون چال (Pitless Adapter)

- مخزن تحت فشار

شکل 1 : اجزای اصلی سیستم آبرسانی از چاه

علاوه بر تجهیزات نامبرده شده، ادوات کنترلی نیز برای عملکرد مناسب و اتوماتیک سیستم در نظر گرفته می شوند. در ادامه، در مورد این تجهیزات، به تفکیک مطالبی ارائه خواهد شد.

پمپ

(Pump)

پمپ، برای انتقال آب از داخل چاه به سیستم لوله کشی خانه مصرف کننده تعبیه می شود. سایز مناسب پمپ و الکتروموتور آن به عوامل مختلفی مانند قطر چاه، سطح آب در چاه، تعداد تجهیزات موجود در سیستم لوله کشی، میزان مصرف آب و میزان تقاضای آب در زمان اوج مصرف (Peak) بستگی دارد. معمولاً اوج مصرف روزانه، در زمانهای صبح و بعدازظهر می باشد. ظرفیت پمپ ها معمولاً با واحد گالن در دقیقه (GPM) و یا گالن در ساعت (GPH) و توان الکتروموتور پمپ ها نیز معمولاً بر حسب اسب بخار (hp)  بیان می شوند. پمپ های عادی برای استفاده در چاه های خصوصی منازل، معمولاً دارای ظرفیت آبدهی 10 GPM و توان ½ یا ¾ اسب بخار می باشند.

برای مصارف بیشتر آب، مانند مصارف کشاورزی، پمپ های گرمایشی و یا دامداری ها، میزان تقاضای اوج مصرف بالاتر بوده و احتمالاً نیاز به پمپ با ظرفیت بالاتر وجود خواهد داشت. در صورتیکه میزان جریان آب مورد نیاز در زمان اوج مصرف، بیش از مقدار جریان آبدهی چاه باشد، می توان با افزایش ظرفیت مخزن تحت فشار، این کسری را جبران نمود.

انواع پمپ های چاه آب

پمپ های شناور

(Submersible pump)

پمپ های مستغرق، از متداولترین انواع پمپ های مورد استفاده جهت پمپاژ آب چاه هستند. این تجهیزات معمولاً در چاه های حفاری شده مورد استفاده قرار گرفته و دارای یک پمپ و یک الکتروموتور متصل به آن می باشند. قطر این پمپ ها معمولاً حدود 3.5 اینچ و طول آنها حدوداً بین 2 تا 3 فوت خواهد بود. این پمپ ها در داخل چاه و زیر سطح آب قرار داده می شوند (شکل - 1). پمپ های مستغرق معمولاً در چاه های با قطر بالای 4 اینچ مورد استفاده قرار می گیرند. البته برخی از انواع این پمپ ها در چاه های با قطر 3 اینچ هم قابلیت نصب دارند.

جت پمپ

(Jet Pump)

جت پمپ ها معمولاً در چاه های با قطر 3 اینچ و کمتر از آن مورد استفاده قرار می گیرند. جت پمپ ها معمولاً روی زمین، مستقیماً روی چاه و یا با فاصله ای از بالای چاه و در موتورخانه نصب شده و توسط سیستم لوله کشی به داخل چاه متصل می شوند. جت پمپ ها معمولاً دارای فشار و جریان کمتری نسبت به پمپ های مستغرق هستند. نحوه عملکرد جت پمپ ها بر اساس عبور جریان آب از یک لوله "ونتوری" (Venturi) است. لوله ونتوری، یک لوله باریک مخلوطی شکل است که با توجه به افزایش سرعت سیال عبوری از آن، باعث کاهش فشار و ایجاد مکش می شود. از این مکش ایجاد شده می توان برای کشیدن آب چاه به داخل پمپ و ارسال آن برای نقطه مصرف مد نظر استفاده نمود.

شکل2 : نحوه عملکرد جت پمپ

اگر جت پمپ، برای چاه با سطح آب کمتر از 25 فوت از سطح زمین مورد استفاده قرار گیرد، لوله ونتوری در داخل خود پمپ تعبیه می شود. اما برای عمق های بیشتر، مکان قرارگیری لوله ونتوری (یا جت) را گاهی در داخل آب چاه در نظر می گیرند.

نحوه و چیدمان قرارگیری جت پمپ برای چاه آب، دو الگوی کلی دارد:

- نوع دولوله ای (Two Pipe)

- نوع Packer

شکل 3 : انواع چیدمان جت پمپ در چاه های آب

در جت پمپ مدل دو لوله ای، لوله فشار (برای ایجاد مکش در پمپ) و لوله مکش پمپ هر دو بصورت جداگانه در داخل چاه قرار داده می شوند. این در حالی است که در مدل Packer، تنها لوله مکش در داخل حلقه چاه قرار داشته و مایع محصور بین جداره بیرونی لوله مکش و جدار داخلی حلقه چاه، نقش لوله فشار را ایفا می کند. در این مدل، لوله مکش قرار گرفته شده در داخل چاه توسط یک وسیله مخصوص لاستیکی و یا چرمی، به جداره چاه کاملاً آب بندی می شود. این وسیله آب بندی، Packer نام دارد.

شکل 4 : Packer

یکی دیگر از وسایل مهمی که در انتهای لوله مکش پمپ های جت در چاه های عمیق مورد استفاده قرار می گیرد، Foot Valve نام دارد. این وسیله، در واقع یک شیر یکطرفه است که در زمان روشن بودن و عملکرد پمپ چاه، امکان وارد شدن آب را به داخل لوله مکش پمپ داده و در حالتی که پمپ خاموش است، کاملاً بسته شده و اجازه ورود آب را نداده و از برگشت آب به چاه نیز جلوگیری می کند. علاوه بر این، حفره هایی در مسیر ورودی آب در Foot Valve قرار دارد که باعث می شود از ورود ذرات شن و ماسه به همراه آب به داخل سیستم پمپاژ جلوگیری شود.

شکل 5 : Foot Valve

نکته ای که می بایست به آن توجه شود این است که بخش قابل توجهی از سیستم پمپاژ جت پمپ، تحت مکش کار می کند. ضمناً در مواردیکه پمپ با فاصله از چاه نصب شده است، لوله مکش معمولاً دفنی کار می شود. در این حالت و در صورت وجود نشتی در لوله  مکش، احتمال ورود آلودگی به آب بسیار زیاد خواهد بود. به همین دلیل، در برخی مناطق استانداردهایی وجود دارد که الزام می کنند لوله های مکش دفنی، می بایست حتماً در داخل یک لوله بیرونی تحت فشار قرار داده شوند. 

پمپ های توربینی

(Turbine Pumps)

پمپ های توربینی معمولاًبرای چاه های شهری، صنعتی و کشاورزی که نیاز به ظرفیت آبدهی بالایی دارند، مورد استفاده قرار می گیرند. موتور این پمپ ها، روی چاه قرار گرفته و شفت توربین، وارد آب داخل چاه می شود. پره های توربینی نصب شده در بخش پایینی شفت، باعث مکش و سپس تخلیه آب به بیرون از چاه می شود.

شکل 6 : روش کار پمپ توربینی

پمپ سیلندری

(Cylinder Pumps)

پمپ های سیلندری، برای استفاده در تلمبه های چاه دستی و آسیابی مورد استفاده قرار می گیرند که البته اخیراً به صورت گسترده ای با جت پمپ ها و پمپ های مستغرق جایگزین شده اند. پمپ های سیلندری شامل یک قطعه سیلندری متصل به شفت هستند که با حرکت شفت به بالا و پایین، باعث حرکت و راندن آب به خارج چاه می شوند.

شکل 7 : روش کار پمپ سیلندری