ปั๊มน้ำควรใช้กี่แรง? คิดเองได้ ไม่ต้องเดาตามคนขาย

“จะซื้อปั๊ม เอากี่แรงดี” เป็นคำถามที่ร้านได้ยินทุกวัน และคำตอบที่ได้บ่อยที่สุดคือ “เอา 1 แรงไปก่อน” ซึ่งบางทีก็ถูก บางทีก็ผิดจนน้ำไม่พอใช้

ความจริงคือแรงม้าไม่ใช่สิ่งที่เราเลือกโดยตรง มันเป็นผลลัพธ์ที่ตามมาจากตัวเลขสองอย่างต่างหาก บทความนี้จะพาหาตัวเลขสองตัวนั้น แล้วคิดคร่าวๆ ได้เองว่าควรอยู่ราวกี่แรง

แรงม้าไม่ใช่ตัวตั้ง แต่เป็นผลลัพธ์

ลองนึกภาพการหิ้วน้ำขึ้นบันได งานที่ต้องออกแรงขึ้นกับสองอย่าง คือหิ้วครั้งละกี่ถัง กับขึ้นไปสูงกี่ชั้น

ปั๊มน้ำก็เหมือนกันเป๊ะ

• ปริมาณน้ำ คือต้องการน้ำชั่วโมงละกี่คิว เทียบได้กับจำนวนถังที่หิ้ว
• ความสูงรวม คือต้องดันน้ำขึ้นไปสูงเท่าไหร่ เทียบได้กับจำนวนชั้นบันได

ได้สองตัวนี้เมื่อไหร่ แรงม้าจะตามมาเอง ถ้าไม่มีสองตัวนี้ ต่อให้เดากี่แรงก็เป็นการเดาล้วนๆ

ตัวเลขที่หนึ่ง ต้องการน้ำชั่วโมงละกี่คิว

ทบทวนก่อนว่า 1 คิว เท่ากับ 1,000 ลิตร

วิธีหาที่ง่ายที่สุดคือดูจากสิ่งที่จะใช้น้ำจริง

• บ้านอยู่อาศัย ให้ดูจากจำนวนก๊อกหรือฝักบัวที่อาจเปิดพร้อมกันในช่วงเวลาเดียวกัน ไม่ใช่นับทุกก๊อกในบ้าน
• งานเกษตร ให้เอาจำนวนหัวสปริงเกลอร์คูณอัตราน้ำต่อหัว เช่น 40 หัว หัวละ 100 ลิตรต่อชั่วโมง เท่ากับ 4,000 ลิตรต่อชั่วโมง หรือ 4 คิวต่อชั่วโมง
• สูบเติมถัง ให้เอาความจุถังหารด้วยจำนวนชั่วโมงที่ยอมรอได้ เช่น ถัง 20 คิว อยากเต็มใน 4 ชั่วโมง ก็ต้องการ 5 คิวต่อชั่วโมง

ตัวเลขที่สอง ความสูงรวม

ข้อนี้คนพลาดกันเยอะ เพราะนับแต่ความสูงที่มองเห็น ทั้งที่ต้องนับสามส่วนรวมกัน

ส่วนที่ 1 ความสูงจริง

วัดจากผิวน้ำในบ่อ ขึ้นไปถึงจุดที่น้ำจะออก ถ้าน้ำในบ่อลึกลงไป 8 เมตร แล้วต้องส่งขึ้นถังบนดาดฟ้าสูง 12 เมตร ความสูงจริงคือ 20 เมตร

ข้อสำคัญคือให้วัดจากผิวน้ำตอนน้ำน้อยที่สุดในรอบปี ไม่ใช่ตอนน้ำเต็ม เพราะปั๊มต้องทำงานได้ในวันที่แย่ที่สุดด้วย

ส่วนที่ 2 แรงเสียดทานในท่อ

น้ำไหลในท่อแล้วเสียดสีกับผนังท่อ ทำให้แรงตกไปส่วนหนึ่ง ยิ่งท่อยาว ยิ่งท่อเล็ก ยิ่งมีข้องอเยอะ ก็ยิ่งเสียมาก

ถ้าท่อสั้นและตรงไม่กี่สิบเมตร ให้บวกเผื่อประมาณ 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ของความสูงจริงก็พอไหว แต่ถ้าเดินท่อไกลเป็นร้อยเมตรขึ้นไป ส่วนนี้จะกลายเป็นตัวใหญ่กว่าความสูงจริงเสียอีก ต้องคำนวณจริงจัง ไม่ควรเดา

ส่วนที่ 3 แรงดันที่ปลายทาง

ถ้าปลายทางเป็นแค่ท่อเปิดปล่อยน้ำลงถัง ส่วนนี้เป็นศูนย์ แต่ถ้าปลายทางเป็นหัวสปริงเกลอร์หรือหัวพ่นหมอกที่ต้องการแรงดัน ต้องบวกเพิ่มตามที่หัวนั้นระบุไว้

วิธีแปลงง่ายๆ คือ แรงดัน 1 บาร์ เท่ากับความสูงประมาณ 10 เมตร ถ้าหัวสปริงเกลอร์ต้องการ 2 บาร์ ก็บวกเข้าไปอีก 20 เมตร

สูตรคิดคร่าวๆ

เมื่อได้สองตัวเลขแล้ว ใช้สูตรนี้

กำลังที่ปั๊มต้องใช้ (กิโลวัตต์) = คิวต่อชั่วโมง คูณ ความสูงรวม หารด้วย 367 แล้วหารด้วย 0.55 อีกที

เลข 367 มาจากการแปลงหน่วยตามหลักฟิสิกส์ ส่วน 0.55 คือประสิทธิภาพโดยประมาณของปั๊มขนาดเล็กทั่วไป เพราะปั๊มไม่ได้เปลี่ยนไฟเป็นแรงน้ำได้ร้อยเปอร์เซ็นต์ มีสูญเสียไปเป็นความร้อนและเสียงเสมอ

ได้กิโลวัตต์แล้ว ถ้าอยากได้เป็นแรงม้า ให้หารด้วย 0.746

ลองคิดจริงสามตัวอย่าง

ตัวอย่างที่ 1 สูบขึ้นถังบนดาดฟ้า

ต้องการ 5 คิวต่อชั่วโมง ความสูงรวม 20 เมตร

5 คูณ 20 หารด้วย 367 เท่ากับ 0.27 กิโลวัตต์ หารด้วย 0.55 ได้ประมาณ 0.5 กิโลวัตต์ หรือราว 0.7 แรง

แปลว่าปั๊มขนาด 1 แรงเพียงพอสบายๆ

ตัวอย่างที่ 2 สูบบาดาลส่งแปลงเกษตร

ต้องการ 10 คิวต่อชั่วโมง ความสูงรวม 30 เมตร

10 คูณ 30 หารด้วย 367 เท่ากับ 0.82 กิโลวัตต์ หารด้วย 0.55 ได้ประมาณ 1.5 กิโลวัตต์ หรือราว 2 แรง

ตัวอย่างที่ 3 สูบน้ำปริมาณมากแต่ไม่สูง

ต้องการ 30 คิวต่อชั่วโมง ความสูงรวมแค่ 15 เมตร

30 คูณ 15 หารด้วย 367 เท่ากับ 1.23 กิโลวัตต์ หารด้วย 0.55 ได้ประมาณ 2.2 กิโลวัตต์ หรือราว 3 แรง

สังเกตว่าตัวอย่างที่ 2 กับ 3 ได้แรงม้าใกล้กัน ทั้งที่งานคนละแบบเลย ตัวหนึ่งเน้นส่งสูง อีกตัวเน้นปริมาณเยอะ นี่คือเหตุผลว่าทำไมบอกแค่ “กี่แรง” แล้วไปซื้อปั๊มยังไม่พอ ต้องบอกทั้งคิวและความสูงด้วยเสมอ

เลขที่คิดได้ ใช้ยังไงต่อ

ตัวเลขจากสูตรนี้เป็นค่าประมาณเอาไว้เช็คว่าไม่หลงทาง ไม่ใช่คำตอบสุดท้าย

ปั๊มแต่ละรุ่นมีกราฟของตัวเองที่บอกว่า ที่ความสูงเท่านี้ มันจ่ายน้ำได้กี่คิว การเลือกที่ถูกต้องคือเอาตัวเลขคู่ของเรา คือคิวต่อชั่วโมงกับความสูงรวม ไปทาบบนกราฟ แล้วดูว่ารุ่นไหนครอบจุดนั้นได้โดยที่จุดนั้นอยู่ใกล้ช่วงที่ปั๊มทำงานได้ดีที่สุด

ดังนั้นเวลาไปคุยกับร้านหรือกับวิศวกร ให้บอกสองตัวเลขนี้ไป แล้วให้เขาเลือกรุ่นให้ จะได้ปั๊มที่ตรงงานกว่าการบอกว่าเอากี่แรงมาก

ทำไมซื้อแรงเยอะไว้ก่อนถึงไม่ดี

หลายคนคิดว่าเผื่อไว้ปลอดภัยกว่า แต่จริงๆ แล้วมีข้อเสียชัดเจนสี่ข้อ

• กินไฟเกินจำเป็นทุกเดือน ค่าไฟสะสมหลายปีมักแพงกว่าราคาปั๊มทั้งตัว ลองคิดดูได้ที่บทความ ปั๊มน้ำกินไฟเดือนละกี่บาท
• ปั๊มทำงานนอกช่วงที่มันถนัด ปั๊มที่ใหญ่เกินงานจะทำงานห่างจากจุดที่ออกแบบไว้ ทำให้สั่น เสียงดัง และสึกเร็วกว่าปกติ
• ท่อและอุปกรณ์รับไม่ไหว แรงดันที่สูงเกินทำให้ข้อต่อรั่วและท่อแตกได้
• ดูดน้ำเร็วเกินจนบ่อแห้ง ถ้าเป็นบ่อบาดาล ปั๊มที่ดูดเร็วกว่าที่บ่อจ่ายน้ำได้ จะทำให้ปั๊มเดินตัวเปล่าและพัง

สรุปเป็นขั้นตอน

1. หาว่าต้องการน้ำชั่วโมงละกี่คิว
2. วัดความสูงจากผิวน้ำต่ำสุดถึงจุดปล่อยน้ำ
3. บวกแรงเสียดทานในท่อ ถ้าท่อสั้นบวก 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ถ้าท่อยาวต้องคำนวณจริง
4. บวกแรงดันที่ปลายทางถ้ามี โดย 1 บาร์เท่ากับ 10 เมตร
5. เอาคิวคูณความสูงรวม หารด้วย 367 แล้วหารด้วย 0.55 ได้กิโลวัตต์
6. หารด้วย 0.746 ถ้าอยากได้เป็นแรงม้า
7. เอาตัวเลขคิวกับความสูงไปให้ร้านหรือวิศวกรทาบกราฟปั๊ม เลือกรุ่นจริง

ถ้าเป็นงานที่พลาดไม่ได้ เช่น ระบบส่งน้ำเข้าแปลงทั้งฟาร์ม หรือระบบประปาหมู่บ้าน แนะนำให้วิศวกรช่วยคำนวณให้ก่อน เพราะค่าที่ผิดไปนิดเดียวในระยะยาวหมายถึงค่าไฟที่จ่ายเกินทุกเดือน ปรึกษาทีมวิศวกร Dynamach

คำถามที่พบบ่อย

ทำไมปั๊มแรงเท่ากันแต่ส่งน้ำได้ไม่เท่ากัน

เพราะแรงม้าบอกแค่ “กำลังรวม” ไม่ได้บอกว่าเอากำลังนั้นไปใช้ทางไหน ปั๊มบางรุ่นออกแบบให้ส่งสูงมากแต่น้ำน้อย บางรุ่นส่งไม่สูงแต่น้ำเยอะ ทั้งที่กินไฟเท่ากัน จึงต้องดูกราฟของรุ่นนั้นประกอบเสมอ

ปั๊มบอกว่าส่งได้ 40 เมตร แต่ใช้จริงส่งไม่ถึง

ตัวเลขสูงสุดบนกล่องมักเป็นค่าที่วัดตอนน้ำแทบไม่ไหลออกเลย พอเปิดใช้จริงให้น้ำไหลตามที่ต้องการ ความสูงที่ทำได้จะลดลง นี่เป็นเรื่องปกติของปั๊มทุกยี่ห้อ ไม่ใช่ของปลอม ให้ดูที่กราฟแทนตัวเลขสูงสุด

ถ้าเปลี่ยนไปใช้ท่อใหญ่ขึ้น จะได้ลดขนาดปั๊มไหม

ช่วยได้จริงในกรณีที่เดินท่อไกล เพราะท่อใหญ่ขึ้นทำให้แรงเสียดทานลดลงมาก ความสูงรวมที่ปั๊มต้องเอาชนะก็ลดตาม บางงานลงทุนกับท่อเพิ่มนิดเดียวแต่ประหยัดค่าไฟได้ทุกเดือน อ่านต่อได้ที่ ท่อน้ำควรใช้ขนาดกี่นิ้ว

ปั๊มสองตัวต่อกัน ได้แรงเป็นสองเท่าไหม

ไม่ใช่แบบนั้น ถ้าต่อขนานจะได้ปริมาณน้ำเพิ่มแต่ความสูงเท่าเดิม ถ้าต่ออนุกรมจะได้ความสูงเพิ่มแต่ปริมาณเท่าเดิม ต้องเลือกให้ตรงกับปัญหาที่เจอ และควรให้ช่างที่เข้าใจระบบเป็นคนออกแบบ

ใช้ปั๊มเล็กกว่าที่คำนวณได้ ได้ไหม

ได้ถ้ายอมให้น้ำไหลช้าลงหรือใช้เวลาสูบนานขึ้น เช่น เติมถังใน 8 ชั่วโมงแทน 4 ชั่วโมง วิธีนี้ประหยัดทั้งค่าเครื่องและค่าไฟ เหมาะกับงานที่ไม่รีบ เช่น สูบเก็บน้ำไว้ในถังตอนกลางคืน

ตัวเลข 0.55 ในสูตรมาจากไหน เปลี่ยนได้ไหม

เป็นค่าประสิทธิภาพโดยประมาณของปั๊มขนาดเล็กทั่วไป ปั๊มตัวใหญ่และคุณภาพดีจะมีประสิทธิภาพสูงกว่านี้ ทำให้ต้องการกำลังน้อยลงกว่าที่คำนวณ ถ้ารู้ค่าจริงจากเอกสารของรุ่นนั้นให้ใช้ค่าจริงแทน จะได้ตัวเลขที่แม่นขึ้น