POMPE SI HIDROFOARE

POMPE SI HIDROFOARE

Introducere

Este ceva obisnuit ca un client sa solicite o pompa cu care "sa aspire" apa dintr-un put sau dintr-un rezervor.De fapt o pompoa centrifugala nu aspira apa ci se foloseste de presiunea atmosferica pentru a ridica si vehicula apa.

Apa, ca si curentul electric, va curge intotdeauna in directia in care intampina cea mai mica rezistenta. Pentru a putea ridica sau vehicula apa o pompa centrifugala trebuie sa realizeze o depresiune ce se va constitui intr-o zona de minima rezistenta in calea apei astfel incat apa sa curga natural in acea directie

La nivelul marii atmosfera Pamantului exercita o presiune egala cu aproximativ 1kgf/cm.Aceasta presiune distribuita uniform pe suprafata apei dintr-un rezervor sau dintr-un put nu permite apei sa urce in teava de "aspiratie" a pompei.Pentru a crea o miscare de deplasare a apei este necesar sa cream o zona de depresiune la capatul tevii astfel incat apa, pe suprafata careia se exercita presiunea atmosferica, sa fie impinsa de aceasta catre zona in care cream depresiunea.

In figura alaturata sunt reprezentate trei tevi care se ridica din apa situata la nivelul marii.avem trei situatii distincte:

- in capatul tevii A nu avem creata depresiune si observam ca din acest motiv apa nu urca deloc pe teava.

- in capatul tevii B avem vid absolut .Diferenta de presiune dintre cele doua capete ale tevii face ca apa sa urce pana la inaltimea de aprox.33 metri(sunt neglijate pierderile dinamice de presiune datorate curgerii fluidului prin teava)

- inaltimea maxima teoretica de aspiratie este de 33 m si este atinsa in conditii ideale de functionare la nivelul marii.Aceasta inaltime este afectata de altitudinea la care functioneaza pompa, pierderile prin frecare, temperature lichidului vehiculat, particulele aflate in suspensie si imposibilitatea de a se crea vidul perfect. Toate aceste variabile afecteaza performantele pompei si reduc adancimea maxima de la care apa poate fi ridicata.

Marea majoritate a utilizatorilor folosesc pompele centrifugale. Aceste pompe se bazeaza pe principul fortei centrifuge.Toate aceste pompe au in componenta o turbina si un difuzor. Dimensiunile si forma constructiva a acestora afecteaza in mod direct performantele hidraulice ale pompelor(debit, inaltime de refulare si capacitatea de a vehicula impuritati solide in suspensie).

Principial turbina este un disc aflat in miscare de rotatie, prevazut cu aripi de ghidare/dirijare a apei si care este montat pe axul unui motor electric sau cu ardere interna.Difuzorul are rolul de a colecta, refula si recircula apa ce intra in pompa.

Pentru a putea functiona o pompa centrifugala trebuie in prealabil amorsata.Amorsarea consta in:

- umplerea corpului pompei cu apa(valabil pentru pompele centrifugale autoamorsante.

- umplerea traseului de aspiratie cu apa(valabil pentru pompele centrifugale obisnuite)

Operatia de amorsare a pompei se face o singura data la punerea in functiune a pompei si se repeta doar cand pompa sau instalatia hidraulica se demonteaza in vederea efectuarii de reparatii.

In timp ce turbina se roteste in centrul ei se creeaza o depresiune (vacuum partial). Presiunea atmosferica ce se exercita pe suprafata apei impinge apa catre zona in care exista depresiunea.In acelasi timp forta centrifuga creata de miscarea de rotatie a turbinei impinge apa catre exteriorul acesteia si ciclul se reia.

O alta parte componenta esentiala a unei pompe este garniture mecanica (presetupa) ce are rolul de a preveni curgerea lichidului pe la axul motorului si defectarea motorului.

Garniturile mecanice sunt racite si lubrifiate de apa vehiculata de pompa astfel ca functionarea pompei fara apa poate duce la defectarea rapida a garniturii mecanice din lipsa de racire si ungere.

2 Clasificare:

a) submersibile

a1) monoetajate

- pentru ape murdare-PSI9, PSI11, BEST ZERO (piscine, ape reziduale etc)

a2) multietajate

- pentru ape curate - PSI70 (alimentari cu apa, mici irigatii etc)

- pentru ape curate - PSI65, PSI130, PSI100 (alimentari cu apa, gradinarit etc)

b) de suprafata

b1) de mica adancime - adancimea maxima a unei pompe autoamorsante de mica adancime este de maximum 10,33m (valoare teoretica la nivelul marii in conditiile in care pierderile pe conducte    sunt nule). Peste aceasta valoare nu se poate aspira apa cu o pompa de suprafata deoarece apare fenomenul de cavitatie care consta in vaporizarea locala a lichidului aspirat si 'ruperea' coloanei de lichid.

b2) de mare adancime - HW25, PH25, PH40 - pentru a se putea aspira cu pompe de suprafata de la adancimi mari se apeleaza la un artificiu tehnic ce consta in amplasarea tubului Venturi(denumit curent 'ejector' ) direct in apa din put.La instalare pe traseul de aspiratie vor exista astfel doua tevi,pe cea mai groasa apa urmeaza un traseu ascendent iar pe cea mai subtire apa are un traseu descendent.Adancimea de aspiratie depinde de mai multi parametrii:

- puterea motorului electric

- dimensiunile tubului Venturi

- numarul de turbine etc.

O foarte mare importanta pentru functionarea in parametrii a pompelor de mare adancime au urmatoarele:

- respectarea cu strictete a diametrului interior al tevilor de pe traseul de aspiratie;

- utilizarea a cat mai putine coturi (maxim 1 cot pe fiecare teava de pe traseul de aspiratie)

- evitarea utilizarii de fitinguri cu diametre interioare inferioare diametrului interior al tevii

- asigurarea unei etanseitati perfecte a imbinarilor

- montarea tevilor de pe traseul de aspiratie astfel incat sa se asigure o panta crescatoare inspre hidrofor (aprox. 5-10s ) cu scopul de a se asigura o buna aerisire a pompei si a tevilor.

Majoritatea pompelor de suprafata sau submersibile pot fi echipate si cu mijloace de automatizare.

Dintre mijloacele de automatizare cele mai utilizate sunt:

- dispozitiv presscontrol - se recomanda in situatia in care pompa deserveste un numar redus de puncte de consum.In plus, se recomanda ca aceste puncte de consum sa nu fie utilizate foarte des in scopul protejarii motorului electropompei(nu trebuie sa se depaseasca numarul maxim de porniri pe ora recomandat de fabricantul electropompei).

Aceasta automatizare functioneaza defectuos in situatia in care exista pierderi pe traseul de refulare dar are avantajul ca decupleaza automat electropompa in situatia in care dintr-un anumit motiv aceasta ramane fara apa.In acest mod se asigura o protectie foarte utila a electropompelor care aspira dintr-un put cu volum redus de apa sau dintr-un rezervor de dimensiuni mici.

- grup hidrofor - se recomanda in situatia in care pompa deserveste un numar mare de puncte de consum sau punctele de consum sunt des utilizate.In situatia utilizarii variantei de automatizare tip hidrofor se impune o corelare a dimensiunii rezervorului hidroforului cu :

- debitul electropompei

- numarul de puncte de consum si cu numarul de utilizari ale acestor puncte in asa mod incat sa nu se depaseasca numarul de porniri/ora recomandat de producatorul pompei.(in mod normal pentru o familie cu 3-5 persoane si cu 5 puncte de consum este suficient un rezervor de 25L)

1) Partile componente ale unui hidrofor (FIG1)

Buson de umplere pt. amorsare

Orificiu aspiratie

Corpul pompei

Buson de golire

Butelie

Motorul electric

Presostat

Manometru

9. Orificiu refulare ( evacuare)

Busonul de umplere - se utilizeaza pentru umplerea cu apa a traseului de aspiratie si a corpului pompei in vederea amorsarii

2) Orificiul de aspiratie - Se conecteaza teava de aspiratie.

Atentie!Nu se vor utiliza pentru traseul de aspiratie decat teava metalica sau din pvc care sa respecte diametrul interior recomandat de fabricant (se interzice cu desavarsire utilizarea de furtune, reductii, fitinguri cu dimensiuni interioare mai mici decat dimensiunea interioara a tevii).

3) Corpul pompei

Busonul de golire - permite golirea pompei in vederea protejarii acesteia impotriva inghetului pe perioada iernii.

5) Butelia - are rolul de a inmagazina in interiorul membranei elastice(fabricata din cauciuc alimentar) o anumita cantitate de apa    asigurand asfel mentinerea presiunii apei intre anumite limite.In plus ea asigura si liniarizarea functionarii electropompei.

Constructiv ea se compune dintr-un rezervor metalic cilindric,zincat in interior, o membrana elastica din cauciuc alimentar si o flansa ce permite conectarea buteliei ,prin intermediul unui furtun armat, la electropompa.

In butelie se introduce cu ajutorul unei pompe sau a unui compresor aer comprimat pana la presiunea de 1,5 bari pe la valva situata in spatele buteliei.

Avand in vedere ca o cantitate de aer se pierde permanent din butelie(din cauza imperfectiunii etansarii valvei ) se recomanda verificarea periodica a presiunii aerului din butelei.Aceasta se face astfel:

- se deconecteaza hidroforul de la reteaua de alimentare cu curent electric .

- se deschide un robinet de pe traseul de refulare.

- se desurubeaza capacul negru al valvei de aer.

- se verifica presiunea de aer cu un manometru pentru roti.

- daca presiunea este mai mica decat cea prescrisa de fabricantul buteliei (de obicei 1.5 bar) se restabileste folosindu-se o    pompa sau un compresor de aer.

6) Motorul electric - actioneaza pompa

7) Presostatul - este un comutator comandat de presiunea apei din retea si are rolul de a cupla sau decupla motorul electropompei in functie de valoarea presiunii apei din retea.

Este reglat din fabrica la urmatoarele valori:

- Pmin = 1,5 bari (presiunea de cuplare a motorului hidroforului);

- Pmax = 2,8 bari (presiunea de decuplare a motorului hidroforului);

Aceste valori sunt reglabile .

Reglajul se face astfel:

- prin rotirea in sens orar a piulitei ce preseaza arcul mic al presostatului se mareste ecartul dintre presiuni Δp (Pmax-Pmin);

- prin rotirea in sens antiorar a piulitei ce preseaza arcul mic al presostatului se reduce ecartul dintre presiuni Δp (Pmax-Pmin);

- prin rotirea in sens orar a piulitei ce preseaza arcul mare al presostatului se creste valoarea presiunii de decuplare Pmax ( valoare maxima posibila=5 bar).

- prin rotirea in sens antiorar a piulitei ce preseaza arcul mare al presostatului se descreste valoarea presiunii de decuplare Pmax.

Atentie!Reglajul efectuat asupra lui Dp afecteaza reglajul efectuat asupra presiunii de decuplare si ca urmare este indicat ca el sa fie efectuat primul. Se recomanda ca valoarea lui Dp sa fie de 1.3-1.5 bari.De asemeni se recomanda ca inainte de efectuarea de reglaje asupra presostatului sa se verifice si eventual sa se refaca valoarea presiunii aerului din butelie.

8) Manometrul - indica presiunea apei din retea.Acest manometru nu ofera nici o indicatie asupra presiunii aerului din butelie.

9) Orificiul de refulare - se cupleaza teava de refulare.Se recomanda ca imediat dupa acest stut sa se monteze un robinet cu bila care sa permita oprirea apei cand este necesar si reglarea debitului maxim consumat.

Atentie!Teava de refulare nu se va trece pe deasupra motorului electric deoarece exista pericolul patrunderii condensului format pe aceasta in motorul electric(si evident deteriorarea motorului).

3 SCHEMA PENTRU INSTALAREA HIDROFOARELOR DE MICA ADANCIME (fig. 2 )

Suportul tevii

Vana

Clapeta antiretur

Cupla flexibila

Teava scurta si fara curbe, pt. evitarea

formarii pungilor de aer

Nivel minim de apa

Sorb

Se recomanda ca tevile sa fie astfel fixate incat greutatea lor sa nu actioneze asupra stuturilor din corpul pompei.

4 Defecte posibile

5 POMPE DE MARE ADANCIME. DESCRIERE, SCHEMA MONTAJ, PARTICULARITATI

6 REMEDIEREA DEFECTIUNILOR

TIPUL DEFECTIUNII

Pompa nu functioneaza

CAUZA REMEDIU

Lipsa tensiunii    Verificati tensiunea si intrerupatorul

Arborele motorului blocat Deconectati pompa, introduceti o surubelnita in fanta situata la caparul

arborelui motorului, langa ventilator si deblocati-l rotind surubelnita ( fig. 2 )

TIPUL DEFECTIUNII

Pompa functioneaza dar nu evacueaza apa

CAUZA REMEDIU

Aer in corpul pompei Aerisiti bine pompa si traseul de aspiratie

Electropompa trage aer prin conducta de aspiratie    Verificati etanseitatea conexiunilor de pe conducta de aspiratie, daca aceasta este rectilinie si complet scufundata. Atentie la inaltimea maxima de aspiratie

TIPUL DEFECTIUNII

Pompa se opreste dupa o functionare scurta ( intervine protectia termica )

CAUZA REMEDIU

Temperatura lichidului este prea mare    Temperatura depaseste limitele tehnice ale pompei

Defect intern Rebobinati, inlocuiti statorul

Tensiunea de alimentare nu corespunde

indicatiilor de pe placuta motorului Verificati tensiunea de alimentare

Un corp strain blocheaza turbina    Demontati conducta de aspiratie si indepartati corpul strain

Pompa a functionat uscat sau cu robinetul

de pe conducta de evacuare, mai mult de

15 minute Asteptati sa se raceasca pompa si apoi reporniti-o, verificand daca garnitura mecanica nu s-a deteriorat

TIPUL DEFECTIUNII

Pompa vibreaza sau produce prea mult zgomot in timpul functionarii

CAUZA REMEDIU

Debit prea mare    Reduceti debitul

Cavitatie    Verificati imbinarile dintre tevi

Tevi fixate necorespunzator Fixati mai bine tevile

TIPUL DEFECTIUNII

Pompa porneste dupa un consum mic de apa ( aproximativ 0,5 litri )

CAUZA REMEDIU

Presiunea de aer din butelie insuficienta    Introduceti aer in butelie pana la presiunea de 1,5 - 1,8 bar

Membrana elastica a buteliei este sparta Inlocuiti membrana

Cand reporniti electropompa dupa o lunga perioada de inactivitate, trebuie sa verificati daca arborele motorului se roteste liber. Aceasta operatiune se efectueaza introducand si rotind o surubelnita, in fanta situata pe arborele motorului ( fig. 2 ).

TIPUL DEFECTIUNII

Pompa nu aspira

CAUZA REMEDIU

Coloana de aspiratie nu este etansa    Refaceti etanseitatea imbinarilor traseului de aspiratie

Inaltimea de aspiratie este prea mare    Vezi inaltimea maxima de aspiratie

Clapeta de retinere este blocata Deblocati sau inlocuiti clapeta

Duza ejectorului este infundata    Desfundati duza si curatati interiorul tevilor de aspiratie

Tevile de pe treaseul de aspiratie subdimensionate    Respectati recomandarile fabricantului

TIPUL DEFECTIUNII

Pompa nu creeaza suficienta presiune ( nu se atinge presiunea de decuplare )

CAUZA REMEDIU

Ejector fisurat sau rupt Inlocuiti ejectorul

Duza infundata Curatati duza

Traseu aspiratie neetans Refaceti etansarile

TIPUL DEFECTIUNII

Pompa porneste fara ca vreun robinet sa fie deschis

CAUZA REMEDIU

Pierderi de apa pe traseul de refulare    Verificati pierderile de traseul de evacuare

Clapeta de retinere este neetansa Inlocuiti-o

Garnitura mecanica a pompei este deteriorata Inlocuiti garnitura mecanica

TIPUL DEFECTIUNII

Motorul pompei bazaie

CAUZA REMEDIU

Pompa este blocata cu impuritati sau

elementele din interiorul sau sunt

deformate Curatati pompa si inlocuiti elementele defecte cu altele originale

Condensatorul motorului este defect Inlocuiti condensatorul

O bobina a infasurarii statorice a motorului

este defecta Inlocuiti statorul sau rebobinati

TIPUL DEFECTIUNII

Scurgeri de apa in spatiul dintre corpul pompei si motor

CAUZA REMEDIU

Garnitura mecanica defecta Inlocuiti garnitura

TIPUL DEFECTIUNII

Motorul pompei nu porneste

CAUZA REMEDIU

Cablul de alimentare este defect Inlocuiti cablul

Lipsa tensiunii ( 220 V ) de alimentare    Verificati traseul de alimentare (priza, siguranta, cablul )

Contactele presostatului sunt oxidate     Inlocuiti presostatul,curatarea cu smirghel nu da rezultate

7 CALCULUL DEBITULUI DE APA NECESAR

a) Debitul maxim instalat-Qmax

Consumatori casnici l/sec

Chiuveta mica 0.1

Chiuveta mare 0.2

Vas WC 0.2

Bideu 0.1

Dus 0.2

Baie 0.3

Masina de spalat 0.2

b) Coeficientul de simultaneitate

, unde n=numarul de consumatori

c) Debitul economic

Qec=K_s x Qmax

d) Coeficientul de simultaneitate pentru grup

, unde n=numarul de apartamente

daca N>100 atunci :

e) Debitul total

Qt=Kg x N x Qec (in l/sec)

8 INALTIMEA MANOMETRICA

Inaltimea manometrica este cota maxima de nivel pana la care trebuie ridicata apa pompata in instalatie, la care se adauga pierderile de presiune:

Hm = Hg + Hp,

unde: Hg - este diferenta geometrica de nivel intre sursa de apa si cota maxima;

Hp - este pierderea de presiune la trecerea apei prin conducte si zone de strangulare sau deviere - sorburi, supape, robineti, coturi, teuri, filtre;

Diferenta de nivel se obtine cunoscand inaltimea de spiratie (Ha) si inaltimea de refulare (Hr), conform schemelor si formulelro de mai jos (functie de tipul pompei si modul de instalare):

Pompa autoamorsanta Pompa inecata Pompa submersibila

Hg = Hr + Ha Hg = Hr - Ha Hg = Ha

9 PIERDERI DE PRESIUNE

Pierderile de presiune sunt cauzate de rugozitatea peretilor interiori ai conductelor prin care circula apa.Pentru conductele din PVC sau alte materiale plastice pierderile sunt indicate procentual in tabelul de mai jos.

Pentru alte materiale se indica utilizarea urmatorilor coeficienti de corectie:

- k = 1,2 pentru conducte din azbociment;

- k = 1.5 pentru conducte din otel galvanizat;

Se va evita utilizarea conductelor cu pierderi de peste 4,5%.

Pierderile de presiune locale sunt cauzate de strangularea conductelor in dreptul robinetilor, supapelor de retinere sau de devieri(coturi,teuri etc). Aceste pierderi se echivaleaza in metri liniari de conducta astfel:

- Lech=5m - pentru cot la 90, sorb cu filtru;

- Lech=10 m - pentru supape de retinere (antiretur),robineti partial inchisi;

Ex: o conducta de aspiratie din PVC de 1" cu lungimea de 8 m are un cot la 90s si o supapa de retinere la sorb. Debitul pompei este de 25 l/min. Conform tabelului, pierderea de presiune este:

Hp = (8+5+10) x 3,9 % = 23x3,9% = 0,9 m

10 EVITAREA CAVITATIEI

Cavitatia este fenomenul prin care depresiunea la intrarea in pompa scade la valoarea de vaporizare a lichidului si astfel se formeaza bule de vapori in interiorul fluidului, care pot produce intreruperea aspiratiei, zgomote metalice, neregularitati in functionare, caderi de presiune. Pentru evitarea acestiu fenomen nedorit este necesara verificarea inaltimii de aspiratie a pompei utilizand relatia:

H_a = NPSH + H_p - (p_b - p_v), unde

Ha - adancimea de aspiratie;

NPSH - net positive suction head = presiunea pozitiva neta la aspiratie;

Hp - pierderea de presiune in m prin conducta de aspiratie. Se calculeaza cu relatia de la 9;

pb - presiunea barometrica la altitudinea unde se afla pompa;

pv - presiunea de vaporizare la temperatura de lucru a pompei;

Valorile acestor coieficienti, pb si pv, sunt indicate in tabelele de mai jos