เครื่องสูบน้ำแบบลมดันมาร์ติเนส เพื่อการสูบน้ำขึ้นโดยใช้อากาศ

คำนำ

เครื่องสูบน้ำเป็นส่วนประกอบสำคัญของฟาร์มขนาดเล็กมาช้านาน และเป็นอุปกรณ์ที่ประหยัดแรงงานสำคัญในการนำไปใช้งานที่หลากหลาย เครื่องสูบน้ำประเภทต่างๆมักใช้สำหรับการเก็บน้ำ กรองน้ำ การชลประทาน ระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ และอีกหลายอย่าง แม้ว่าจะสะดวกและมีประโยชน์ แต่เครื่องสูบน้ำก็มีต้นทุน ตั้งแต่การใช้พลังงานที่จำเป็น ไปจนถึงการบำรุงรักษาชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวอยู่เป็นประจำ อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีแบบใหม่ๆในด้านเครื่องสูบน้ำที่มีความเหมาะสมนั้นมีทางเลือกที่สามารถประหยัดค่าใช้จ่าย เพิ่มความน่าเชื่อถือในการใช้งาน ปรับปรุงอายุการใช้งานของอุปกรณ์ให้ยืนยาวขึ้น และให้ประโยชน์อื่นๆอีกที่จะนำเสนอในบทความนี้

เครื่องสูบน้ำแบบลมดันคืออะไร

เครื่องสูบน้ำทั่วไปใช้กลไกการหมุนรอบเพื่อส่งแรงดันและเคลื่อนน้ำโดยตรง แต่ในทางตรงกันข้าม เครื่องสูบน้ำแบบลมดันจะใช้ประโยชน์จากความหนาแน่นของอากาศที่เบากว่ามากในการยกน้ำขึ้น ก่อนหน้านี้ เครื่องสูบน้ำแบบลมดันใช้ประโยชน์เฉพาะเพื่อยกน้ำสูงสุดได้ 10-15 ซม. เท่านั้น แต่คุณเกล็น มาร์ติเนสจากรัฐฮาวาย ได้แบ่งปันให้กับชุมชนในหลายๆประเทศถึงรูปแบบเครื่องที่ทำได้โดยง่าย ที่สามารถยกน้ำได้สูง 2-3 เมตร เครืองสูบน้ำที่ใช้ลมดันด้วยรูปแบบพิเศษนี้สามารถยกน้ำได้สูงกว่ามาก และอาจสูงถึง 30 เมตรจากบ่อน้ำที่ขุดลงไปใต้ดิน บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่รูปแบบเครื่องพื้นฐานรูปแบบหนึ่งของเขาเพียงอย่างเดียว โดยเราจะเรียกเครื่องสูบน้ำลมดันนี้ว่าเป็นแบบ “ท่อซ้อนในท่อ” หรือ ‘pipe-in-a-pipe’ (ภาพที่ 2)  เครื่องสูบน้ำรูปแบบนี้ถูกใช้บ่อยที่สุดสำหรับการยกน้ำในปริมาณตั้งแต่ 400-2000 ลิตรต่อชั่วโมง ตั้งแต่ความสูงที่ 1-4 เมตร ทำให้เครื่องสูบน้ำนี้เป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์มากสำหรับการนำไปใช้ในระบบต่างๆมากมาย และตามที่ผู้อ่านจะได้สังเกต คืออุปกรณ์เครื่องสูบน้ำรูปแบบนี้จะให้ประโยชน์เฉพาะตัวหลายอย่างต่อระบบอะควาโพนิคส์ ที่เป็นจุดประสงค์ในการออกแบบเครื่องสูบน้ำนี้มา

รูปแบบเครื่องสูบน้ำลมดันแบบ ‘pipe-in-a-pipe’ ใช้ประโยชน์จากข้อมูลที่ว่าอากาศที่ฉีดเข้าไปใต้น้ำจะขยายตัวเป็นฟองเมื่อลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ โดยมีปริมาตรเพิ่มขึ้น 10% จากความลึก 1 เมตร โดยการกักฟองอากาศไว้ภายในท่อแนวตั้งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก ฟองอากาศเหล่านี้จะทำหน้าที่เหมือนลูกสูบหรือกระบอกฉีดยา โดยน้ำส่วนหนึ่งจะถูกยกขึ้นพร้อมกับที่ตัวฟองอากาศเองลอยขึ้น ข้อมูลวิทยาศาสตร์และฟิสิกส์คงจะเขียนออกมาเป็นรายงานเยอะแยะมากมาย แต่ผลที่ได้ในท้ายที่สุดคือเราจะได้กระแสน้ำที่มีความแรงและอากาศ การออกแบบของมาร์ติเนสนี้เป็นไปตามทฤษฏีที่ว่าฟองอากาศขนาดใหญ่จะมีประสิทธิภาพในการยกน้ำขึ้นมากกว่ากลุ่มฟองขนาดเล็ก

เบื้องหลังการค้นพบนวัตกรรมใหม่นี้

คุณเกล็น มาร์ติเนส ซึ่งเป็นผู้ริเริ่มอยู่เบื้องหลังเครื่องสูบน้ำลมดันแบบ ‘pipe-in-a-pipe’ ได้ใช้เวลาหลายปีในการมีส่วนร่วมในการสอน การออกแบบ และสร้างระบบอะควาโพนิคส์ที่ฟาร์มของท่าน ชื่อว่า โอโลมานา การ์เด้นส์ (Olomana Gardens) ที่รัฐฮาวาย และในหลายๆประเทศ นอกจากนี้ ท่านยังให้คำปรึกษาเกี่ยวกับการออกแบบโครงการอะควาโพนิคส์อยู่เป็นประจำ และเมื่อหลายปีก่อน ท่านได้ออกแบบระบบอะควาโพนิคส์ให้กับโรงเรียนในท้องถิ่นแห่งหนึ่ง ซึ่งหากใช้ไฟฟ้าก็จะต้องจ่ายค่าไฟราคาแพง และเพื่อจะทำให้กาใช้ระบบนั้นไม่แพงจนเกินไป ท่านจึงคิดค้น (หรือที่คุณเกล็นชอบพูดว่า “ค้นพบสิ่งที่มีอยู่แล้ว”) วิธีการหนึ่งในการยกน้ำจากบ่อปลาขึ้นไปยังแปลงผักด้วยเครื่องสูบน้ำแบบลมดันที่คิดค้นขึ้นมา แทนการเดินท่อร้อยสายไฟในคูน้ำลึกทั่วสนามของโรงเรียน โดยสิ่งที่ต้องการตอนนั้นคือ คูน้ำตื้นๆสำหรับท่ออากาศ ซึ่งนักเรียนสามารถขุดได้อย่างรวดเร็ว ในคูน้ำนี้ ได้ติดตั้งท่อพีวีซีขนาด 1 นิ้ว ต่อระบบเข้ากับเครื่องปั๊มอากาศ ขนาดเล็ก 60 วัตต์ที่วางตั้งตรงทางผ่านเข้าไปยังห้องเรียนที่ล็อคประตูได้ ผลที่ได้คือ เครื่องสูบน้ำที่คุณเกล็นคิดค้นขึ้นมานี้มีข้อดีหลายอย่างสำหรับระบบอะควาโพนิคส์และสำหรับการใช้งานอย่างอื่นที่ต้องการการยกน้ำขึ้นที่สูงที่ราคาไม่แพงและไว้ใจในการทำงานได้

ข้อดีของเครื่องสูบน้ำแบบลมดัน

ปลอดภัย

จากสถานการณ์ที่กล่าวไปข้างต้น แสดงให้เห็นว่าเครื่องสูบน้ำโดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการติดตั้งไฟฟ้าไว้ใกล้กับแหล่งน้ำ เป็นที่ทราบกันดีว่าไฟฟ้ากับน้ำนั้นหากอยู่ด้วยกันจะเป็นอันตราย โดยเฉพาะในที่ที่มีเด็กอยู่ ดังนั้นความปลอดภัยที่เกี่ยวกับไฟฟ้าและน้ำควรมีการดูแลและระมัดระวังป้องกันอย่างจริงจังในทุกกรณี หนังสือพิมพ์ เดอะ ไทมส์ ของประเทศอินเดียรายงานว่ามีผู้เสียชีวิตมากถึง 30 คนต่อวันในประเทศอินเดียจากการถูกไฟฟ้าช็อต ผู้ฝึกงานคนหนึ่งที่ทำงานในโครงการของเราในประเทศฟิลิปปินส์เพิ่งขอคำแนะนำจากเรา หลังจากที่ถูกไฟช็อต 2 ครั้งจากเครื่องสูบน้ำ เพราะเขาไม่มีประสบการณ์มากนักเกี่ยวกับการทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้า รวมถึงวิธีดูแลรักษาสายไฟไม่ให้ถูกน้ำในช่วงฤดูฝน หากมีเครื่องตัดวงจรไฟฟ้าเมื่อกระแสไฟรั่วลงดิน ก็จะสามารถลดความเสี่ยงได้ แต่ก็มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการสะดุดในเวลาที่ไม่ต้องการให้เกิดการตัดไฟและจะต้องทำการทดสอบการทำงานเป็นประจำทุกๆเดือน ทางเลือกอีกอย่างหนึ่งคืออาจทำการติดตั้งเครื่องปั๊มอากาศสำหรับเครื่องสูบน้ำลมดันแบบง่ายๆในระยะห่างที่ปลอดภัยจากน้ำเพื่อลดอันตรายที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งจะลดความเสี่ยงลงได้เป็นอย่างมาก เจ้าหน้าที่พัฒนาชุมชนน่าจะพบว่าคุณสมบัติเฉพาะตัวของเครื่องสูบน้ำแบบลมดันนี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในแง่ของการส่งเสริมความปลอดภัย

การเติมอากาศในน้ำ

ข้อดีอย่างหนึ่งของเครื่องสูบน้ำแบบลมดันคือ ความสามารถในการเติมอากาศให้น้ำขณะยกน้ำขึ้น ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์อย่างมากเมื่อนำมาใช้ร่วมกับระบบการเลี้ยงปลา หรือในระบบอื่นๆที่สภาวะคุณภาพของน้ำควรมีปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำแล้วเพิ่มขึ้น ในระบบอะควาโพนิคส์ขนาดเล็กบางระบบที่มีความหนาแน่นของปลาน้อย เครื่องสูบน้ำแบบลมดันเพียงอย่างเดียวสามารถให้ออกซิเจนที่ละลายน้ำได้เพียงพอต่อความต้องการของปลา และเมื่อใช้ร่วมกับเครื่องปั๊มอากาศทั่วไปและหินเพิ่มออกซิเจน(หัวทราย) เครื่องสูบน้ำแบบลมดันสามารถเพิ่มปริมาณออกซิเจนในน้ำได้อีกและช่วยป้องกันปลาตายจากน้ำที่มีระดับออกซิเจนต่ำ

ช่วยลดการบำรุงรักษาและเพิ่มความมั่นใจในการทำงาน

เครื่องสูบน้ำแบบจุ่มหรือแช่และเครื่องสูบน้ำชนิดอื่นที่มีอยู่ทั่วไปนั้นมีแนวโน้มที่จะเกิดการอุดตันและต้องทำความสะอาดเป็นระยะๆ รวมถึงต้องมีการถอดส่วนประกอบออก นอกจากนั้น ทรายและเม็ดกรวดที่ถูกดูดเข้าไปจะทำให้ส่วนประกอบต่างๆสึกหรอ ซึ่งทำให้ต้องเปลี่ยนเครื่องใหม่ เครื่องสูบน้ำลมดันมาร์ติเนสมีการออกแบบที่ไม่เพียงแต่จัดการกับสิ่งกัดกร่อนขนาดเล็กเท่านั้น แต่ยังจัดการกับเศษชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่เกือบจะเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อด้านใน (1- 1 ½ นิ้ว) ซึ่งหมายความว่าปลาตัวเล็ก กอสาหร่าย อาหารปลาที่ปลาไม่ได้กิน และเศษสิ่งของอื่นๆ จะถูกดันขึ้นออกไป ระบบอะควาโพนิคส์ระบบหนึ่งที่เรามี เราได้ทำการทดลองโดยใส่กากกาแฟ 20 กก.ลงในแทงค์เพื่อทดสอบความสามารถของเครื่องนี้โดยไม่มีการอุดตัน และเครื่องนี้ผ่านการทดสอบและเป็นที่น่าประทับใจโดยไม่มีปัญหาใดเลย ความสามารถในการจัดการกับกรวดและเศษวัสดุอื่นสามารถดูได้จากวิดิโอนี้ video by Glenn

ในขณะเดียวกัน เครื่องปั๊มอากาศซึ่งเป็นส่วนประกอบที่แพงที่สุดของชุดเครื่องสูบน้ำแบบลมดัน จะไม่ได้รับผลกระทบอะไรที่เกี่ยวกับน้ำเลย ไม่ว่าจะเป็นน้ำจืด น้ำเค็ม และน้ำที่มีกากและตะกอน ก็เหมือนกันหมดสำหรับเครื่องนี้ เพราะเครื่องนี้ตั้งอยู่แยกจากแหล่งน้ำ นอกจากนั้น ในกรณีที่เครื่องปั๊มน้ำแบบแช่ทั่วๆไปที่ใช้สูบน้ำออกจากแทงค์หมดแล้ว จะเสียหายทันทีและซ่อมไม่ได้เลยเพราะเกิดความร้อนสูง แต่เครื่องปั๊มอากาศจะทำงานต่อไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีปัญหาและพร้อมใช้ทันทีเมื่อมีน้ำเข้ามาในระบบ

เครื่องปั๊มอากาศไดอะเฟรม ซึ่งเหมาะมากสำหรับชุดเครื่องสูบน้ำแบบลมดัน และยังเป็นอุปกรณ์ที่ซ่อมได้ง่ายมากอีกด้วย โดยทั่วไปแล้ว สิ่งที่ต้องทำก็เพียงแต่ใช้ไขควงเปลี่ยนไดอะเฟรมที่เสื่อมสภาพทุกๆ 2-3 ปี ซึ่งวิธีนี้ทำได้ง่ายและราคาถูกกว่าเปลี่ยนเครื่องสูบเป็นอันใหม่ทั้งหมด และการเปลี่ยน หรือการย้ายเครื่องปั๊มอากาศยังทำได้โดยง่ายเพียงแค่คลายเกลียวสกรูออกและต่อสายยางเข้าไปใหม่

ข้อดีอื่นๆของเครื่องสูบน้ำแบบลมดัน

ในบางพื้นที่ เครื่องสูบน้ำอาจเสี่ยงต่อการถูกขโมยหรือถูกทำให้เสียหาย เนื่องจากท่อพีวีซีขนาด 1 นิ้วหรือความยาวของท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่ามีแรงต้านน้อยมากต่อการไหลของอากาศ เครื่องปั๊มอากาศจึงสามารถนำไปตั้งไว้ในระยะที่ห่างออกไปได้ โดยทำการล็อคเก็บไว้ต่างหากในอาคารหรือในกล่องที่เก็บอุปกรณ์

เครื่องสูบน้ำแบบลมดันยังอาจช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายเพราะใช้ไฟน้อย เราแทนที่เครื่องสูบน้ำแบบจุ่มขนาด 200 วัตต์ตัวหนึ่งด้วยเครื่องปั๊มอากาศ 80 วัตต์เพื่อใช้ในการทำงานของเครื่องสูบน้ำแบบลมดัน การที่ไม่ต้องใช้ไฟมากทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะใช้พลังงานจากระบบแผงโซล่าร์เซลล์มากขึ้น คุณเกล็นได้ดัดแปลงระบบเครื่องสูบน้ำแบบเดิมด้วยการฉีดอากาศเพื่อลดค่าใช้จ่ายได้มากยิ่งขึ้นสำหรับการยกน้ำให้สูง 8-10 เมตร เรายังไม่มีประสบการณ์เกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่เราเห็นว่าเครื่องสูบน้ำลมดันแบบ DIY นี้นำไปดัดแปลงเป็นเครื่องสูบน้ำบ่อใต้ดินได้ ซึ่งความต้านทานการอุดตันและความง่ายในการซ่อมแซมนั้นเป็นคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์อย่างยิ่ง

-----

การออกแบบเครื่องสูบน้ำลมดันแบบ ‘Pipe-in-a-Pipe’

ระบบลมดันในปริมาตรที่ใหญ่ขึ้นนั้นเป็นไปได้ และสามารถทำได้ด้วยเครื่องปั๊มอากาศขนาดต่างๆที่มีขนาดท่อที่เหมาะสมกัน เครื่องปั๊มอากาศ 110 โวลต์ของเรามีขนาดตั้งแต่ 35 ถึง 110 วัตต์ ส่วนการเลือกเครื่องปั๊มอากาศนั้นจะพิจารณาจากปัจจัยหลายอย่าง รวมถึงความสูงของน้ำที่ต้องการสูบและปริมาณน้ำออกที่ต้องการ การออกแบบเครื่องสูบน้ำสำหรับอะควาโพนิคส์ ‘pipe-in-a-pipe’ แบบทั่วไปนี้ต้องใช้เพียงแค่เครื่องปั๊มอากาศที่มีความสามารถให้ค่าความดันเริ่มต้นที่ 5 psi (35 kPa) จากนั้นสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องที่ประมาณ 2 psi (14 kPa) เครื่องปั๊มอากาศที่ใช้ในระบบอะควาโพนิคส์ของเราสามารถผลิตอากาศได้ตั้งแต่ 30 ถึง 100 ลิตรต่อนาที ดังที่เห็นจากตารางต่อไปนี้ว่าปริมาตรน้ำสุดท้ายที่ออกมาจากเครื่องสูบไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องปั๊มอากาศเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับปัจจัยอื่นๆอีกหลายอย่าง (ตารางที่ 1) เครื่องปั๊มอากาศขนาด 100 ลิตร/นาทีไม่สามารถส่งน้ำได้มากที่สุด เนื่องจากเครื่องต้องสูบน้ำจากบ่อที่ต่ำกว่าขึ้นไปยังที่สูงกว่า 

เราตั้งเป้าไว้ว่าจะเปลี่ยนถ่ายปริมาตรน้ำของแทงค์ปลาอย่างน้อย 1 ครั้งในทุกๆ 2 ชั่วโมง และเครื่องสูบน้ำนี้มีความสามารถเพียงพอที่จะทำได้อย่างที่เราต้องการโดยไม่มีปัญหาใดๆ ร้านค้าที่จำหน่ายบ่อปลาและตู้ปลาขนาดใหญ่น่าจะมีเครื่องปั๊มอากาศไดอะเฟรมที่คุณต้องการสำหรับการใช้งานนี้ (หรือถ้าไม่มี อาจใช้เครื่องปั๊มอากาศแบบลูกสูบ)

ตารางที่ 1 ตัวอย่างของรูปแบบชุดเครื่องสูบน้ำลมดันและปริมาณน้ำที่ได้ ที่มหาวิทยาลัย ยูนิเวอร์ซิตี้ ออฟ เดอะ เนชั่น เมืองโคน่า รัฐฮาวาย

*จำนวนลิตรต่อนาทีโดยประมาณจะเท่ากับกำลังวัตต์ของเครื่องสูบ เช่น เครื่องสูบ 110 โวลต์ 80 วัตต์จะให้อากาศประมาณ 80 ลิตรต่อนาที

**ความลึกของน้ำในบ่อคือระดับน้ำใต้ดินบวกกับน้ำเหนือระดับพื้นดินซึ่งเท่ากับความลึกของน้ำในแทงค์ที่เชื่อมต่อกับบ่อ ในระบบปลูกแบบน้ำขึ้นน้ำลง ความลึกนี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นปริมาณน้ำที่ส่งออกของเครื่องสูบน้ำจะเปลี่ยนแปลงขึ้นลง

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบ

ท่อน้ำเข้า

ในการอธิบายคุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของชุดเครื่องสูบน้ำแบบ ‘pipe-in-a-pipe’ นี้ คุณเกล็น มาร์ติเนสได้ให้เคล็ดลับต่อไปนี้:

การออกแบบเครื่องสูบน้ำแบบ ‘pipe-in-the-pipe’ รุ่นล่าสุดช่วยลดการเจาะรูขนาดเล็กจำนวนมาก เป็นที่ยอมรับกันทั่วไปว่าฟองอากาศขนาดเล็กจำนวนมากจะแทนที่ความหนาแน่นของน้ำ ดังนั้น น้ำที่เบากว่าจะ “ลอยขึ้น” อย่างไรก็ตาม ในการเดินทางไปประเทศฟิลิปปินส์ครั้งล่าสุด เราไม่มีดอกสว่านขนาดเล็กหรือเครื่องเจาะขนาดเล็ก ผมมีเพียงเลื่อยตัดโลหะเพียงอันเดียว ดังนั้น ผมจึงทำรอยตัดสองรอย ในฝั่งตรงกันข้ามกันของท่อสูบด้านใน รอยตัดนั้นมีความหนาเท่ากับใบเลื่อยที่ผมใช้และวัดขึ้นมา 1 นิ้วจากด้านล่างช่องเปิดของท่อภายนอกที่มีขนาดใหญ่กว่า (ภาพที่ 3A)

ผลปรากฏว่า เมื่อเปิดเครื่องปั๊มอากาศ น้ำที่อยู่ระหว่างท่อด้านนอกและท่อสูบด้านในจะถูก “ดันลง” จนกระทั่งถึงรอยตัดสองรอยที่อยู่ตรงข้ามกันในท่อด้านใน อากาศเข้าไปในช่องรอยตัดทั้งสอง (ที่อยู่ตรงกันข้ามกัน) และตัดน้ำออกเหมือนกับใช้มีดตัดจริงๆ หลังจากตัดน้ำแล้ว อากาศได้พุ่งตัวขึ้น และยกน้ำในท่อด้านในขึ้นทั้งหมดในคราวเดียว กระสุนอากาศนี้จะยกน้ำทั้งหมดในท่อด้านในขึ้นและออกมาเป็นเหมือนกระสุนน้ำก้อนหนึ่ง หลังจากการระเบิดกระสุนอากาศลูกแรกออกไปแล้ว ภายในของท่อน้ำจึงโล่งขึ้น น้ำใหม่จะไหลทะลักเข้ามาเติมด้านล่างของเครื่องสูบ ‘pipe-in-a-pipe’ เมื่อเคลื่อนตัว น้ำในท่อด้านในจะเป็นอากาศ 50% และเบากว่ามาก ดังนั้นเครื่องปั๊มอากาศจึงทำงานได้ง่ายในการสูบน้ำ

ท่อด้านในจะเป็นส่วนที่สัมผัสกับน้ำและปลายตัดเป็นมุมเพื่อป้องการการอุดตัน (ภาพที่ 3B) พื้นที่ด้านล่างช่องอากาศที่ตัดไว้ทั้งสองช่องและระหว่างท่อด้านในกับด้านนอกอาจอุดปิดไว้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ชุดข้อต่อสวมทับตามในภาพ (เช่น ใช้ปลั๊กอุดที่ทำขึ้นเอง) แต่วิธีนี้จะสะดวกหากหาชิ้นส่วนอุปกรณ์ได้ ด้วยวิธีการนี้ “ตัวหยุด” ด้านในของท่อที่นำมาสวมจะต้องทำการฝนเพื่อให้ท่อด้านในเลื่อนเข้าไปได้โดยไม่ให้เกิดช่องให้อากาศเข้าได้ และทำเช่นเดียวกับชุดท่อสวมทับด้านบนของท่อด้านนอก

การนำไปใช้ในระบบอะควาโพนิคส์ขนาดเล็ก

การใช้งานทั่วไปของเครื่องสูบน้ำแบบลมดัน เช่นในกรณีที่ใช้อยู่ที่ศูนย์ฝึกอบรมการทำเกษตรธรรมชาติ ที่รัฐฮาวาย จะต้องใช้น้ำที่สูบยกขึ้น 500-1000 ลิตรต่อชั่วโมง เพื่อการส่งน้ำออกจากที่สูงไปที่ต่ำกว่าทั่วระบบอะควาโพนิคส์ (ภาพที่ 4) ในกรณีนี้ เครื่องสูบน้ำแบบลมดันจึงเป็นตัวเลือกที่ดีมาก เพราะช่วยเพิ่มอากาศให้น้ำขณะสูบน้ำขึ้นไปยังแทงค์ด้านบน เราได้เขียนกำกับไว้ในภาพระบบการติดตั้งนี้เพื่อความเข้าใจที่ดียิ่งขึ้นในเรื่องการจัดเรียงที่เหมาะสมของส่วนประกอบต่างๆในการทำงานของชุดเครื่องสูบน้ำแบบลมดัน

เครื่องสูบนี้สูบน้ำได้ประมาณ 900 ลิตรต่อชั่วโมงจากแทงค์ถัง IBC ขึ้นไปที่ความสูง 1.8 เมตรที่บ่อพัก มีท่อพีวีซีขนาด 3 นิ้วแนวตั้งที่ใช้ส่งน้ำจากข้อต่อตัว ‘T’ ไปยังแทงค์ถัง IBC (ภาพที่ 3) ท่อขนาด 3 นิ้วนี้มีฝาปิดด้านล่างและทำหน้าที่เป็นเหมือน “บ่อพัก” สำหรับตัวเครื่องสูบแบบ ‘pipe-in-a-pipe’ ท่อที่เป็นเหมือนบ่อพักนี้ มี “ท่อซ้อนอยู่ในท่อ” ที่ใช้ยกอากาศอยู่ด้านใน โดยยื่นออกไป 80 เซนติเมตรต่ำกว่าระดับพื้นดิน (ที่ความลึก 1.5 เมตรน่าจะดีกว่าเพราะปริมาตรน้ำที่ออกจากเครื่องสูบจะได้เพิ่มขึ้นและเราอาจจะใช้เครื่องปั๊มอากาศที่เล็กกว่าได้) ส่วนที่ยกอากาศขึ้นนั้นทำมาจากท่อด้านนอกขนาด 2 นิ้วและท่อด้านในขนาด 1.25 นิ้ว น้ำจะถูกสูบขึ้นไปและผันเข้าสู่แทงค์ขณะที่อากาศไหลออกทางด้านบน

คำแสดงความขอบคุณ

ขอขอบคุณเป็นอย่างยิ่งสำหรับคุณเกล็น และผู้จัดการคือคุณนาตาลี แคช สำหรับการสละเวลา เครื่องมือและอุปกรณ์ในโครงการสอนของเราที่ศูนย์ฝึกอบรมการทำเกษตรธรรมชาติ แผนกวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัย ยูนิเวอร์ซิตี้ ออฟ เดอะ เนชั่น นอกจากนี้ เราขอขอบคุณที่ท่านเต็มใจและยินดีแบ่งปันงานวิจัยนี้ให้กับเอคโค่ และเครือข่ายที่มีอยู่ทั่วโลก

อ้างอิง

Many thanks to Glenn and business manager Natalie Cash for the generous contributions of time, tools, and materials for our teaching program at the Natural Farm Training Center, Science & Tech Dept., YWAM, University of the Nations. We are also grateful for your willingness to share these findings with ECHO and its Network around the world.

Martinez, G. Olomana Gardens Aquaponics Manual. available: https://www.olomanagardens.com/shop/aquaponics-manual/