Pompă submersibilă cu șurub vs. centrifugă – diferențe și utilizare

Produsele sunt în curs de pregătire.

Dar puteţi vizualiza alte categorii.

Pompă submersibilă cu rotor vs. cu pale – diferențe și utilizare

Când abordăm pe atria.ro cererea de pompă de foraj sau sondă, prima întrebare pe care trebuie să o răspundem nu este marcă sau preț, ci principiul de pompare. Pe piață întâlnim esențial două construcții fundamental diferite de pompe submersibile – cu pale (de obicei multietajate, cu rotoare) și cu rotor (șurub, cu rotor elastic și stator). Ambele categorii au locul lor fix în practică, dar a le confunda sau a alege „din ochi“ duce aproape întotdeauna la uzură prematură, la consum excesiv de energie sau la faptul că pompa pur și simplu nu poate duce apa acolo unde este nevoie. În acest articol vom analiza cum funcționează ambele construcții, în ce se deosebesc din punct de vedere hidraulic, ce apă pot prelua, ce durabilitate și întreținere au, și în final vom proiecta aceste informații asupra tipurilor concrete de puțuri și sonde cu care ne confruntăm frecvent la clienți.

Principiul pompei submersibile cu pale

Pompa cu pale funcționează pe principiul transformării energiei cinetice a rotoarelor în energie de presiune a lichidului. În interiorul carcasei pompei se află unul sau (de obicei la pompele submersibile pentru puțuri) mai multe rotoare conectate în serie – vorbim despre o pompă multietajată. Apele intră în primul etaj, rotorul le conferă viteză, difuzorul transformă această viteză în presiune, și astfel progresiv prin etajele următoare, până când la ieșire avem presiunea dorită (înălțimea de ridicare). Cu cât sunt mai multe etaje, cu atât mai mare este înălțimea de ridicare pe care o poate genera pompa.

Exact această construcție modulară este motivul pentru care pompele submersibile cu pale de tipul IBO 3" STM 20 sunt atât de răspândite – producătorul fabrică pur și simplu o gamă de pompe cu același motor și unitate hidraulică, doar cu un număr diferit de etaje, acoperind astfel întreg intervalul de înălțimi de ridicare solicitate, de la cele mici (câteva zeci de metri) până la cele mari (150 sau mai multe metri).

Rotoarele pompei cu pale sunt fabricate din polimeri tehnici (de exemplu, noryl) sau din oțel inoxidabil, în funcție de clasa pompei. Rotorul motorului este montat într-o cameră umplută cu ulei sau apă, separat de partea hidraulică prin etanșare mecanică. Această aranjare este sensibilă la particule abrazive – nisipul acționează ca hârtia de șters pe lagăre și etanșări, motiv pentru care producătorii de pompe cu pale sunt de acord că conținutul de particule solide nu ar trebui să depășească aproximativ 50 mg/l, iar la modelele de calitate superioară cu etanșări din ceramică, maxim 150 mg/l. La un conținut mai mare de nisip, durata de viață se scurtează dramatic – în practică am văzut cazuri în care o pompă cu pale plasată greșit într-un puț cu nisip „a murit“ în trei luni, deși durata de viață normală la apă curată este de 8-15 ani.

Principiul pompei submersibile cu rotor (șurub)

Pompa cu rotor funcționează pe un principiu complet diferit – este o pompă volumetrică, nu cu pale. În interior se află un rotor metalic (de obicei cromat sau din oțel inoxidabil) de formă excentrică, care se rotește în interiorul unei garnituri elastomerice (gumate) a statorului. Rotorul nu se rotește în jurul unei axe fixe, ci execută un mișcare planetară – astfel creează camere închise între el și stator, care se deplasează progresiv de la aspirație la presiune și „transportă” apa închisă în ele ca în saci. Exact din acest motiv acest tip este numit și pompă Mohn (după inventatorul principiului).

Datorită acestui principiu, pompa cu rotor este extrem de tolerantă față de impurități mecanice și nisip – statorul din cauciuc se adaptează parțial la granulele de nisip care ajung în cameră și „le evacuează” mai departe, fără ca să se blocheze, spre deosebire de rotorul cu pale. Din acest motiv, pompele cu rotor sunt prima alegere chiar în sonde înguste cu conținut ridicat de nisip sau suspensii, unde o pompă cu pale s-ar deteriora rapid. Un reprezentant tipic al acestei construcții în gama noastră este Pompă submersibilă cu rotor pentru sondă îngustă STING 2", destinată exact sondelor înguste cu diametrul de la 2 inchi, unde nu se încadrează fizic o pompă clasică de 3" sau 4".

Caracteristici hidraulice – debit, presiune și curbe

Diferența dintre cele două tipuri se manifestă clar și în forma caracteristicii hidraulice, adică în modul în care variază debitul în funcție de înălțimea de ridicare (presiune).

Pompa cu pale are o caracteristică descendentă – la înălțimea de ridicare zero oferă debitul maxim, iar cu creșterea înălțimii (rezistenței conductei, diferenței de nivel) debitul scade progresiv până la zero în punctul de închidere a robinetului. Acest lucru înseamnă că debitul unei pompe cu pale este întotdeauna un compromis între câtă apă avem nevoie și la ce înălțime/presiune trebuie să o transportăm. La proiectare, căutăm întotdeauna punctul de funcționare în care curba pompei se intersectează cu curba rețelei de conducte.

Pompa cu rotor, pe de altă parte, are un debit practic independent de presiune (într-un interval rezonabil) – este o pompă volumetrică, adică la un anumit număr de rotații oferă aproximativ același volum de apă, indiferent dacă pompează la 20 sau la 60 de metri înălțime (limitat, desigur, de puterea motorului și de presiunea maximă admisă). Aceasta este o avantaj în cazul unei înălțimi de ridicare variabile, dar un dezavantaj în cazul funcționării „în sec” sau la închiderea vanei – fără un comutator de debit, presiunea din sistem poate crește până la deteriorarea statorului sau a conductei.

Practică: la pompa centrifugă este important să se dimensioneze corect înălțimea de ridicare, altfel vom obține fie un debit excesiv fără presiune, fie dimpotrivă, un debit insuficient. La pompa cu rotor, reglarea debitului este mai simplă (de obicei prin variator de frecvență sau reglare prin obturare), dar este întotdeauna necesară protecția împotriva funcționării în sec și împotriva încurcărilor la ieșire.

Sensibilitatea la nisip, lăptă și impurități mecanice

Aceasta este una dintre cele mai frecvente întrebări pe care le abordăm la alegerea unei pompe submersibile pentru o anumită sondă. Realitatea din România este că o mare parte din puțurile forate manual și multe sonde (mai ales cele vechi, prost echipate sau forate în roci mai instabile) produc apă cu un anumit conținut de nisip, în special după ploi abundente sau în cazul scăderii nivelului apei.

Pompa centrifugă – potrivită pentru apă curată sau ușor impurificată. Nisipul provoacă eroziunea rotoarelor, uzura lagărelor și încurcări, iar în cazuri extreme, rotorul se poate bloca. Conținutul recomandat de particule solide este între 50-150 mg/l, în funcție de model.
Pompa cu rotor – tolerantă la un conținut mai mare de nisip și impurități mici, în datele tehnice obișnuite suportă 150-200 mg/l și mai mult, iar unele modele pot suporta chiar mai mult pe termen scurt. Statorul elastic poate „trece” peste granulele de nisip fără să se blocheze.

În ciuda toleranței mai mari a pompei cu rotor față de nisip, este adevărat că nici o pompă nu tolerează nisip gros sau pietriș în cantități mari – dacă sonda sau puțul trage în mod constant mult nisip, acesta este un semnal că trebuie abordată cauza (sonda sau tubul de puț subdimensionat sau deteriorat, filtrul plasat greșit, pompă amplasată prea jos, care ridică sedimentul de la fund). În astfel de cazuri, recomandăm și instalarea unui Filtru de nisip 1" la aspirație, care va capta impuritățile mecanice înainte de a ajunge în rețeaua de apă a casei, sau în vasul de hidrofor și robinete, unde ar provoca uzură prematură.

Diametrul sondei și dimensiunile fizice ale pompei

Pompele cu rotor au în general o formă cilindrică mai subțire și mai lungă, ceea ce le face opțiunea ideală pentru sonde înguste cu diametrul de 2" (aproximativ 50 mm), unde nu se încadrează pompele centrifugale standard de 3" sau 4". Exact STING 2" este un exemplu tipic pentru astfel de cazuri – sonde vechi, înguste, unde la construcție s-a avut în vedere doar o pompă manuală sau o pompă mică, iar acum avem nevoie de o putere mai mare fără a extinde diametrul sondei (ceea ce ar însemna foraj nou și cheltuieli mari).

Pompele centrifugale se produc în diametre de 3" și 4", iar IBO 3" STM 20 este un exemplu de soluție universală pentru sonde standard cu diametrul de 3 inci (aproximativ 76 mm) și mai mari. Diferențele exacte între aceste diametre și modul de măsurare a diametrului sondei proprii sunt discutate în detaliu în articolul Ce diametru de sondă aveți nevoie: diferența dintre 2", 3" și 4" pompe submersibile.

Comparativ între cele două tipuri

Proprietate	Pompă centrifugă	Pompă cu rotor
Principiu	Rotativ, cu rotoare	Volumetric, rotor în stator elastic
Diametru tipic	3", 4"	de la 2" în sus
Toleranță la nisip	scăzută până la medie (~150 mg/l)	ridicată (200 mg/l și mai mult)
Caracteristică debit	scade odată cu înălțimea de ridicare	aproape constantă
Funcționare în sec	tolerantă pe termen scurt	foarte riscantă pentru stator
Durabilitate stator/încurcări	încurcător – durabilitate mare	elastomer – uzură, înlocuire
Aplicații tipice	sonde și puțuri obișnuite, apă curată	sonde înguste, apă nisipoasă/murdară

Sensibilitatea la funcționarea în sec și pornire

Funcționarea în sec (fără apă în pompă) este periculoasă pentru ambele tipuri de construcții, dar din motive diferite. La pompa centrifugă, lipsa apei înseamnă pierderea răcirii și lubrifierii încurcătorului mecanic și a lagărelor – motorul se încălzește, încurcătorul se arde, iar în cazuri grave, rotorul se poate bloca. La pompa cu rotor, situația este și mai critică – cauciucul statorului este lubrifiat și răcit chiar de apă, iar fără aceasta, după câteva secunde până la zeci de secunde de funcționare în sec, se arde și se deformează ireversibil. Din acest motiv, la pompele cu rotor se recomandă absolut montarea unui comutator cu plăcușă sau o protecție electronică împotriva funcționării în sec, ideal în combinație cu un comutator de presiune sau de debit.

Pornirea pompei cu rotor necesită, în plus, un moment de pornire ușor mai mare, deoarece rotorul trebuie să învingă frecarea inițială din stator (mai ales dacă statorul s-a uscat după o perioadă lungă de inactivitate) – aceasta este și motivul pentru care la unele modele se recomandă un variator de frecvență cu moment de pornire crescut sau un soft starter.

Calitatea apei, compoziția chimică și temperatura

Statorul de cauciuc al pompei cu rotor este sensibil și la compoziția chimică a apei – apă agresivă cu un conținut ridicat de fier, mangan, hidrogen sulfurat sau un pH extrem poate degrada treptat cauciucul statorului mai rapid decât ar fi cazul în apă potabilă obișnuită. La pompele centrifugale cu rotoare din oțel inoxidabil sau tehnopolimer, această sensibilitate este mai scăzută, deși și aici fierul și manganul pot cauza incrustații și încurcări ale difuzoarelor în timp.

Temperatura apei joacă de asemenea un rol – majoritatea pompelor obișnuite (de ambele tipuri) sunt destinate apei până la 30-35 °C, iar în cazuri excepționale până la 40 °C în funcționare neîntreruptă cu un debit suficient în jurul motorului pentru răcire. Pentru apă mai caldă (de exemplu, sonde geotermale) sunt necesare pompe specializate, despre care se poate obține informație separat, iar sortimentul obișnuit pentru sonde nu este destinat acestui scop.

Scenarii practice din practica obișnuită

Pentru a nu ne limita doar la teorie, să analizăm câteva situații tipice cu care clienții noștri se adresează cel mai frecvent:

Scenariu 1: Vechi sondă îngustă după pompă manuală

Căsuță, sondă forată acum 30-40 de ani, diametrul tubului doar 2", inițial cu pompă manuală sau cu membrană. Clientul dorește un alimentare cu apă automată în casă. Soluție: pompă cu rotor STING 2", deoarece pompa centrifugă de 3"/4" nu se încadrează fizic într-o asemenea sondă, iar la sondele vechi se întâlnește adesea și o ușoară încărcare cu nisip după o perioadă mai lungă de inactivitate.

Scenariu 2: Sondă nouă de 4" cu apă curată

Sondă nouă cu echipare certificată, apă stabil curată, adâncimea apei 25 m, înălțimea de ridicare necesară până în casă și în vasul de hidrofor este de aproximativ 35-40 m. Aici este ideală pompa centrifugă, de exemplu seria IBO 3" STM 20 cu un număr corect de trepte în funcție de înălțimea de ridicare necesară (detaliat în articolul Ce putere și înălțime de ridicare a pompei să alegeți în funcție de adâncimea sondei).

Scenariu 3: Puț forat manual cu nisip sporadic după ploi

Puț forat manual cu diametrul de 1-1,2 m, după ploi abundente apare o turbiditate crescută și nisip. Dacă puțul este suficient de lat pentru o pompă de 4", se poate considera o pompă centrifugă cu o toleranță mai mare la nisip, în combinație cu un filtru de nisip la ieșire, sau se poate trece direct la o pompă cu rotor, dacă nisipul este mai pronunțat și recurent. În toate cazurile, recomandăm instalarea unui Filtru de nisip 1" la aspirație, care va proteja atât pompa, cât și rețeaua de apă și robinetele din casă.

Montajul și amplasarea pompei – la ce să acordăm atenție

Fără a ține cont de tipul pompei, există câteva reguli de bază, pe care le discutăm în detaliu și în articolul Montajul unei pompe submersibile în puț sau sondă îngustă:

Pompa trebuie întotdeauna suspendată cu un cablu de oțel inoxidabil sau cu o conductă de evacuare adecvată, niciodată doar pe cablul electric.
Distanța minimă dintre pompă și fundul puțului/sondei ar trebui să fie cel puțin 0,5-1 m, pentru a evita aspirarea sedimentului depus.
Pompa trebuie să fie permanent scufundată cu cel puțin valoarea recomandată deasupra coșului de aspirație (de obicei cel puțin 0,3-1 m, în funcție de model), pentru a evita expunerea la sec în caz de scădere a nivelului apei.
Conexiunea electrică trebuie să fie protejată cu un siguranță corect dimensionată, iar în cazul pompelor cu rotor, ideal și cu o protecție împotriva funcționării în sec.
La pompele cu rotor, la prima pornire trebuie verificat sensul de rotație (în caz de inversare, statorul se poate deteriora chiar și într-un timp scurt).

Service, uzura și costurile de întreținere

Din punctul de vedere al costurilor pe termen lung, ambele tipuri de pompe au componente „slabe“. La pompele centrifugale, cele mai frecvente sunt sigilierea mecanică și lagărele, sau uzura rotoarelor în prezența nisipului. Durata de viață în apă curată și montare corectă este între 8-15 ani, iar în condiții mai defavorabile mult mai scurtă.

La pompele cu rotor elicoidal, consumul tipic este statorul cauciucat, care la anumite modele poate fi înlocuit separat fără a fi nevoie să cumpărați o pompă nouă – ceea ce poate reduce semnificativ costurile pe termen lung, deoarece înlocuirea statorului este mult mai ieftină decât o pompă nouă. Frecvența înlocuirii depinde de calitatea apei și conținutul de nisip, dar în condiții medii vorbim de câțiva ani.

Defecțiunile frecvente, simptomele și soluțiile (rotor blocat, sigiliere arse, cablaj scurtcircuitat, stator uzat, aer în sistem) le detaliați în articolul Cele mai frecvente defecțiuni ale pompelor submersibile și cum le rezolvați – îl recomandăm să-l citiți înainte de a decideți să reclamați sau să înlocuiți pompa, deoarece o parte dintre probleme pot fi rezolvate fără intervenția unui service.

Consumul energetic și eficiența

Pompele centrifugale ating o eficiență energetică ridicată în punctul optim al caracteristicii (acolo unde curba pompei se intersectează cu curba rețelei de conducte aproape de punctul de eficiență maximă). Problema apare atunci când pompa este semnificativ supradimensionată sau subdimensionată față de înălțimea reală de ridicare – funcționarea în afara punctului optim înseamnă un consum inutil de energie și o uzură mai rapidă.

Pompele cu rotor elicoidal au adesea un avantaj față de micile pompe centrifugale în ceea ce privește eficiența la debite mici și presiuni mari, deoarece nu necesită mai mulți trepte pentru a obține o presiune ridicată la un debit mic. La debite mai mari, pe de altă parte, pompele centrifugale devin adesea mai avantajoase. O comparație exactă între modelele specifice STING și IBO în ceea ce privește puterea, debitul și consumul o găsiți în articolul separat Compararea pompelor STING și IBO – ce alegere să faceți.

Cum să alegeți – rezumatul criteriilor de selecție

La decizia finală vă recomandăm să urmați pașii de mai jos, pe care îi detaliați și în articolul Cum alegeți o pompă pentru puț – criterii esențiale de selecție:

Măsurați diametrul puțului – la diametre sub 3" (76 mm) alegerea este practic automată spre o pompă cu rotor elicoidal tip STING 2".
Determinați calitatea apei – dacă puțul produce în mod constant sau frecvent nisip sau suspensii, preferați o pompă cu rotor elicoidal sau o pompă centrifugală cu filtru suplimentar antinisip.
Calculați înălțimea de ridicare necesară – adâncimea nivelului + diferența de nivel până la consumatori + pierderile de presiune în conductă + presiunea dorită în vasul de hidrofor.
Evaluati debitul necesar – numărul de persoane, consumatori, eventual irigarea grădinii.
Planificați protecția împotriva funcționării în sec – esențial mai ales pentru pompele cu rotor elicoidal.

O procedură detaliată pentru a alege corect un model în funcție de diametrul și adâncimea puțului o găsiți și în articolele Cum alegeți o pompă submersibilă pentru puț sau sondă și Ce diametru de pompă aveți nevoie – 2" sau 3", care abordează această temă.

Întrebări frecvente (FAQ)

Poate fi înlocuită o pompă centrifugală cu una cu rotor elicoidal în același puț fără modificări?

În majoritatea cazurilor da, dacă diametrul puțului este compatibil cu ambele tipuri și conexiunea electrică este compatibilă. Totuși, trebuie recalculate înălțimea de ridicare și debitul, deoarece caracteristicile celor două tipuri se deosebesc semnificativ, iar la pompa cu rotor elicoidal trebuie adăugată protecția împotriva funcționării în sec, dacă nu este deja instalată.

Este o pompă cu rotor elicoidal întotdeauna o alegere mai bună la apă cu nisip?

În majoritatea cazurilor da, deoarece este mai tolerantă față de impuritățile mecanice. Nu trebuie însă uitat că și pompa cu rotor elicoidal are limitele sale – la cantități extreme de nisip sau pietriș, este esențial să rezolvați cauza (de exemplu, țeava de puț deteriorată sau adâncimea incorectă de montare), nu doar să schimbați tipul pompei.

De ce o pompă cu rotor elicoidal nu pompează la prima pornire, chiar dacă este conectată?

Cauza cea mai frecventă este direcția incorectă de rotație a motorului (la motoare trifazate este suficient să schimbați două faze) sau un stator uscat după o perioadă lungă de inactivitate, care necesită un moment de pornire ușor mai mare. Dacă problema persistă după verificarea direcției de rotație, este necesară o verificare tehnică.

Care este diferența de preț între o pompă centrifugală și una cu rotor elicoidal?

Pompele cu rotor elicoidal cu diametrul mic (2") sunt adesea mai scumpe sau cel puțin la un preț similar cu pompele centrifugale mai mari, datorită tehnologiei de producție mai complexe a statorului și rotorului. Decizia ar trebui să fie însă mai ales influențată de diametrul puțului și calitatea apei, nu doar de prețul de achiziție.

Poate fi folosită o pompă cu rotor elicoidal și într-un puț larg de 4" cu apă curată?

În mod tehnic da, dar nu este de obicei cea mai economică soluție – la apă curată și diametru suficient de mare al puțului, este de obicei mai avantajoasă o pompă centrifugală, care are adesea un preț de achiziție mai mic și o întreținere mai simplă.

Cât de des trebuie înlocuit statorul la o pompă cu rotor elicoidal?

Intervalul exact depinde de calitatea apei și conținutul de nisip, dar în condiții medii vorbim de câțiva ani de funcționare. Semnalele de verificare sunt scăderea debitului sau a presiunii la același setare a pompei.

Concluzie

Alegerea între o pompă cu rotor elicoidal și una centrifugală nu este o întrebare de „care este mai bună“ în sens absolut, ci una de „care se potrivește condițiilor specifice ale puțului sau sondei“. Un puț îngust, apă cu nisip, un debit stabil la o înălțime de ridicare variabilă – acestea sunt situațiile în care o pompă cu rotor elicoidal tip STING 2" demonstrează avantajele sale. Un puț sondat obișnuit cu apă curată și o înălțime de ridicare bine definită este, pe de altă parte, domeniul pompelor centrifugale fiabile și eficiente din punct de vedere economic, cum ar fi seria IBO. În cazul oricărei incertitudini legate de diametrul puțului, calitatea apei sau înălțimea de ridicare necesară, este recomandat să nu ignorați consultarea – o pompă alesă greșit se va manifesta fie prin uzură rapidă, fie prin performanță insatisfăcătoare, iar înlocuirea după câțiva luni de funcționare va costa întotdeauna mai mult decât o alegere corectă de la început.

Aveți întrebări despre această temă?

Nu reușiți să alegeți sau aveți o situație concretă în gospodărie? Scrieți-ne – cu plăcere vă vom oferi sfaturi.