Zavlažování v zemědělství

Přehled

Přehled

Zavlažování začíná zajištěním zdroje vody pro plodiny z podzemní vody, povrchové vody nebo sběrné nádrže. Čerpadla používaná pro přívod vody musí vyhovovat měnícím se podmínkám nad zemí i pod zemí, které mají vliv na tlak a požadovaný průtok během dne a v různých ročních obdobích.

Čerpací systém musí být schopen přivádět vodu se správným tlakem a průtokem ke každé trysce. Tradičně byla voda ze zdroje vody dopravována při nízkém nebo konstantním tlaku z čerpadel pracujících s konstantními otáčkami, kdy je jednoduchým řešením čerpadlo předimenzovat. Je to však plýtvání - energií, vodou a investicemi zemědělce.

Grundfos dodává čerpadla s proměnlivými otáčkami, které umožňují přizpůsobit dopravní výšku a průtok ke kompenzaci změn hladin vody a tak snižovat účty za energii. Pokud je na vstupu vyžadována filtrace, regulují inteligentní čerpadla proces tak, aby nedocházelo k poklesu tlaku na tryskách.

Specializované na moderní zavlažování v zemědělství

Grundfos přináší technická řešení zavlažování, která snižují náklady na energii, chrání vodní zdroje a udržují produktivitu na maximu. Naše odborné znalosti čerpání a technologie zajišťují rovnoměrné pokrytí bez ohledu na měnící se podmínky. Grundfos nabízí nejširší řadu zavlažovacích systémů čerpání. Naše čerpací systémy jsou účinné, mají vyzkoušenou spolehlivost a jsou navrženy tak, aby pracovaly bezproblémově s moderními zemědělskými provozy.

Bez ohledu na velikost aplikace může Grundfos dodat potřebný tlak a průtok pro moderní zemědělské zavlažování. Čerpadla s proměnlivými otáčkami a snadno integrované ovladače automaticky reagují na měnící se podmínky a požadavky a udržují tak nízké náklady. Každá součást systému je předem technicky přizpůsobena, aby bezproblémově spolupracovala s další.





    Facebook Twitter LinkedIn Technorati
Související aplikace

Moderní čerpací systémy pro moderní zavlažování v zemědělství

Moderní zemědělské zavlažování je složitá hra udržitelné spotřeby energie a využívání vody, podmínek na trhu a aplikačních zkušeností a znalostí pro zajištění nejlepší konstrukce zavlažovacích systémů. Na základě pochopení minulých postupů, současných problémů s vodou a energiemi a vývojem v oblasti čerpacích technologií je možné postavit čerpací systémy, které nejlépe slouží potřebám moderního zemědělství.

Výzvy zemědělství vyžadují nové techniky pro zvýšení produktivity. Zemědělský trh se rychle mění a současný zemědělec se nemůže spoléhat na technologie a postupy z minulosti.
Pro udržení vysoké produktivity a udržení konkurenceschopnosti na trhu se zemědělskými produkty se potřebují zemědělci stále více soustředit na ziskovost, což zahrnuje optimalizaci energie a lepší využívání vodních zdrojů. A zde hrají čerpací systémy klíčovou roli

Co je zavlažování?
Jednoduše řečeno, zavlažování je umělé přivádění vody ke kořínkům rostlin s cílem pomoci růstu zemědělských plodin. Do zavlažovacího systému lze přidat hnojiva a chemikálie a zavlažování také hraje roli při ochraně před mrazem.

Úspěšné zemědělství závisí na tom, zda mají zemědělci dostatečný přístup k vodě. Při pohledu do poloviny minulého století, je vidět obecný dojem, že voda je nevyčerpatelný zdroj. V současnosti si jsme vědomi, že voda je zdroj, který je třeba řídit. Není to jen otázka více úst k nasycení, lidé dnes spotřebují více kalorií a snědí více masa, což vyžaduje více vody na výroby potravin.

Spotřeba energie je pro moderního zemědělce také důležitá. Energie na pohon zavlažovacích čerpadel je nyní jedním z nejvyšších samostatných nákladových ukazatelů pro zemědělce, a přesto si většina z nich není vědoma, jak velké možné úspory je možné dosáhnout při efektivnějším využívání energie.

Moderní zemědělství vyžaduje řešení zavlažování, které optimalizuje rovnoměrné zavlažování, snižuje náklady na energie, chrání vodní zdroje a udržuje maximální produktivitu. Zemědělský trh se stále mění a tyto změny vyžadují větší důraz na uplatnění znalostí, zkušeností a celkových řešení zavlažování integrujících všechny prvky.

Co je třeba zvážit při zalévání plodin
Zavlažování začíná zajištěním zdroje vody pro plodiny z podzemní nebo povrchové vody z kanálu nebo sběrné nádrže. Dalším krokem je úprava vody, pokud je nutná, a případně i přidávání hnojiv nebo chemikálií. Nakonec je voda přiváděna k rostlinám různými technikami, jako je zaplavování, zavlažování sprinklery, kapkové zavlažování a mikro postřik.

Mechanizované sprinklerové systémy, například zavlažovací, jsou účinné k pokrytí velkých ploch. Takové systémy jsou obvykle připojeny k čerpadlu, které přivádí potřebné množství vody a tlaku - pro jistotu s určitou rezervou. Ventil obvykle zvládá nadměrný průtok a tlak.

Kapkové a mikrozkrápěcí zavlažování jsou nízkotlaké aplikace, kde existuje požadavek na maximální omezení ztrát odpařováním a odtokem. Udržování konstantního tlaku je životně důležité pro zajištění rovnoměrné aplikace v každé zóně systému, a může to být energeticky nejúčinnější metoda zavlažování, pokud je správně řízena. Dosažení tohoto cíle vyžaduje, aby mohl systém kompenzovat odchylky průtoku pro zajištění konstantního tlaku při připojování a odpojování jednotlivých zón.

Zvyšovací systém Grundfos Hydro MPC opatřený Grundfos CRE − čerpadly s pohonem s regulovanými otáčkami − se přizpůsobuje měnícím se podmínkám a zajišťuje konstantní tlak.

Tradiční přístupy a řešení čerpání
Čerpání podzemních vod obvykle zahrnuje ponorná nebo vertikální turbínová čerpadla, která přinášejí vodu na povrch. Pro přívod povrchové vody jsou tradiční řešení odstředivá čerpadla v různých konfiguracích, s děleným tělesem a čerpadla s koncovým sáním.

Tato čerpadla musí vyhovovat měnícím se podmínkám nad zemí i pod zemí, které mají vliv na tlak a požadovaný průtok během dne a v různých ročních obdobích. Čerpací systém musí být schopen přivádět vodu se správným tlakem a průtokem ke každé trysce. Jednoduchým řešením je předimenzování čerpadla, které tak zvládá i nejhorší možný případ. Výsledkem však je, že takové čerpadlo téměř nikdy nepracuje na optimálním výkonu. Vytváří příliš vysoký tlak a spotřebovává příliš mnoho energie, která není žádným způsobem využívána produktivně.

Tradičně byla voda distribuována ze zdroje vody – z podzemního nebo povrchového zdroje formou kanálu či sběrné nádrže – při nízkém nebo konstantním tlaku čerpadly pracujícími s konstantními otáčkami. Přívod k plodinám byl zajišťován tryskami, kde se kladl důraz na pokrytí povrchu, bez přílišné pozornosti věnovaný odpařování a odnosem větrem. Sledování vlhkosti půdy pro zajištění rovnoměrného rozptýlení po zavlažované oblasti je relativně nový obor.

Řízení tlaku však bylo dlouho problémem a v průběhu let byly běžně aplikovány tlakové redukční ventily pro snížení tlaku v systému. Ventily jsou však nákladné na instalaci a vyžadují časté opravy a výměny. Jejich provoz navíc spotřebovává mnoho energie.

Pokud si představíme, že moderní zavlažovací systém v zemědělství je jako automobil a čerpadlo je jeho motor, dává smysl jezdit s autem s plynem sešlápnutým k podlaze a regulovat rychlost brzdami? To je velmi běžný přístup u zavlažovacích čerpadel.

Pokud má čerpadlo pracovat kontinuálně při nejvyšší úrovni – například, když přijde na řadu roh pole – dochází k mrhání energií. Proměnlivé požadavky na optimální využití energie na otočné aplikace mohou být snadno splněny využitím čerpadla s proměnlivými otáčkami. To nabízí podstatné úspory energie i při udržení tlaku.

Splnění výzev moderního zemědělství
Kompletní čerpací systémy místo velkých izolovaných čerpadel jsou cestou kupředu. Například nákladné a časově náročné používání tlakových redukčních ventilů pro udržení konstantního tlaku je možné odstranit investicí do regulátoru pro efektivní řízení tlaku. Tím se také dlouhodobě šetří náklady a také servisní práce a sníží se spotřeba energie.

Totéž lze říct o používání ventilů u sprinklerového zavlažování. Mnohem lepší způsob představuje použití čerpadla s proměnlivými otáčkami a senzor tlaku na otočné trysce automaticky přizpůsobuje výkon čerpadla požadavkům na otočnou trysku. Zaručuje to vyšší rovnoměrnost zavlažování a snižuje náklady na energie. Regulátor čerpadla nabízí další výhodu ochrany čerpadla proti chodu na prázdno nebo kolísání napájení a prodlužuje tak jeho životnost.

Případné zdvihání a pokles hladiny podzemní i povrchové vody zásadně mění specifikace čerpacího systému, protože tyto odchylky mění dopravní výšku. Čerpadlo s konstantními otáčkami dimenzované podle nejnižší hladiny vody zbytečně spaluje peníze za energii, když je hladina vysoká. Čerpadlo s proměnlivými otáčkami je na druhé straně schopné přizpůsobit dopravní výšku a kompenzovat tak změny hladiny vody, což snižuje účet za energie.

Řada aplikací čerpadel v oblasti zemědělského zavlažování je rozsáhlá a pestrá. Klíčem k úspěchu je použít regulaci inteligentního čerpadla, které je navrženo pro konkrétní aplikaci.

Návrh moderního zavlažovacího systému
Musíme se zamyslet nad konkrétními aplikacemi v zavlažování novými způsoby a zejména se musíme zamyslet nad návrhem zavlažovacího systému pro tuto aplikaci. Čerpadla musí být mnohem více propojená s ostatními částmi zavlažovacího systému. Znamená to, že musí být navržena tak, aby odpovídala ostatnímu zavlažovacímu zařízení nebo musí být zavlažovací zařízení navrženo podle čerpadla.

Stávající přístup prosté instalace čerpadla schopného vždy přivádět více než dostatečné množství vody vede k mrhání peněz a energie. Když se vrátíme k naší metafoře „čerpadlo jako motor“: Zakoupení nadměrného motoru pro dodatečnou montáž do vašeho automobilu bude drahé a nezaručí pohodlnou natož pak úspornou jízdu!

Představte si to v podmínkách zavlažovacího systému, kde čerpadlo musí dělat více, než jen přivádět vodu do potrubí, aby bylo účinné. Například přidání pohonů s proměnlivými otáčkami zlepšuje účinnost čerpání podzemní vody, když probíhá čerpání přímo do zavlažovacího systému. Odběr povrchové vody a její distribuce může být zlepšena systémy zvyšování tlaku s více čerpadly a napříč celým systémem sledovacích a regulačních systémů pro další ochranu spolehlivého průtoku vody díky ochraně čerpadla proti chodu na prázdno, poruše motoru a výpadkům přívodu energie.

Všechny tyto prvky musí být plně integrovány do konstrukce, aby poskytly výhody, které moderní zavlažovací systém čerpání může zemědělci nabídnout. Udržování správného tlaku a průtoku v potrubí a tryskách znamená větší objem vody na kWh a úspory energie, což je jednou z nejvyšších nákladových položek zemědělce.

Již dříve jsme diskutovali o důležitosti udržování konstantního tlaku v otočném zavlažovacím systému. Stává se to relevantní, pokud je otočný nástavec opatřen koncovou tryskou a možná i rohovou částí. Jakmile se koncová tryska nebo rohová část zapne, tlak v hlavním vedení otočného nástavce poklesne a to má dopad na rovnoměrnost zavlažování.

Řešením je nahradit hlavní čerpadlo otočného nástavce čerpadlem s proměnlivými otáčkami, které bude okamžitě reagovat na pokles tlaku, když dojde zapnutí koncové trysky nebo zapojení rohové části. V takové konfiguraci je možné udržovat přesně stejný tlak na všech sprinklerech a tedy zajišťovat vysokou rovnoměrnost.

Moderní čerpací systémy nejsou jen čerpadla. Pohony s proměnlivými otáčkami, inteligentní regulace a dokonce dálkové řízení jsou všechno nezbytné prvky při integraci všech součástí zavlažovacího systému.

Budoucnost: celkové řešení přizpůsobené aplikaci
Vývoj popsaný výše ukazuje potřebu pečlivě zvážit celý zavlažovací systém a integraci každé součásti přizpůsobené na míru dané aplikaci. Vyžaduje to zkušenosti a znalosti a schopnost sledovat vodu od zdroje k rostlinám – od přívodu vody, přes její úpravu a distribuci k zavlažování, vše pečlivě sledováno a regulováno podél celé trasy.

Moderní zemědělství vyžaduje široké porozumění integraci součástí a systém musí zajistit, aby byl zemědělec schopen reagovat na problém spotřeby energie a dodávky vody, zejména v izolovaných oblastech, kde je možné dosáhnout úspor a zvýšení zisku na hektar.

Není to cvičení, které lze provádět izolovaně; všechny relevantní místní podmínky je třeba zahrnout do rovnice, jako například půdní podmínky, plodinu, topografii a množství srážek. Regulace čerpadel včetně sledování a inteligentního řízení jsou potom cestou vpřed.

Je zde prostor pro úspory energie – a to pro podstatné. Přidanou výhodou pro zemědělce je, že kromě nižších provozních nákladů bude voda přiváděna s větší přesností k plodinám, což vede k lepší úrodě, zvýšené ziskovosti a lepšímu hospodaření s vodou, tedy k zajištění udržitelného zemědělství pro budoucnost.

Kontakt
Obchodní kancelář

Telefon

+420 585 716 111

Adresa

Čajkovského 21
779 00 Olomouc

Modrá bezplatná linka - 800 CERPAT (800 237 728)

Servisní centrum