Pompă periferică: când e suficientă pentru hidrofor și cum o dimensionezi

O pompă periferică este cea mai simplă cale de a obține presiune bună dintr-un motor mic. Pentru o casă mică sau o cabană cu apă curată, un hidrofor cu pompă periferică poate fi exact cât trebuie. Problema apare când i se cere debit: presiunea ei scade repede cu fiecare robinet deschis în plus, iar diferența se simte la duș.

Articolul explică de unde vine comportamentul acesta, cum citești curba, cum dimensionezi o pompă periferică pe un exemplu calculat cap-coadă și în ce momente trebuie să treci la o multietajată.

Pompa periferică se alege după debitul pe care îl consumi simultan, nu după presiunea maximă scrisă pe cutie. Presiunea maximă se obține doar cu toate robinetele închise.

Cum lucrează rotorul periferic

Rotorul unei pompe periferice seamănă cu un disc plat, cu zeci de palete mici tăiate pe margine. El se rotește într-un canal inelar din carcasă, cu jocuri laterale foarte mici, de ordinul fracțiunilor de milimetru. Apa intră în canal pe o parte a carcasei și iese pe cealaltă, după aproape o rotație completă.

Diferența față de o pompă centrifugală clasică stă în drumul apei. La centrifugală, apa trece o singură dată prin rotor, de la centru spre margine, și iese. La periferică, apa din canal intră într-o celulă dintre palete, este aruncată în afară, se întoarce în canal și intră în celula următoare. Ciclul se repetă de multe ori pe parcursul unei rotații, iar presiunea crește la fiecare trecere. Așa se obține, dintr-o singură treaptă, o presiune pentru care o centrifugală ar avea nevoie de mai multe rotoare în serie.

Prețul acestui mecanism are trei componente, și toate contează la alegere:

• Debitul este mic. Canalul este îngust, deci volumul de apă care trece pe minut e limitat.
• Randamentul este scăzut. Recircularea repetată disipă energie prin turbulență, așa că din puterea absorbită ajunge în apă o parte mai mică decât la o centrifugală bine aleasă.
• Jocurile mici sunt vulnerabile. Nisipul, calcarul și depunerile afectează direct performanța, pentru că exact jocurile acelea țin presiunea.

Curba abruptă și ce înseamnă pentru robinet

Pe fișa oricărei pompe găsești curba Q–H: pe orizontală debitul, pe verticală înălțimea de pompare. La pompa periferică, curba coboară aproape în linie dreaptă și în pantă mare. Un exemplu ilustrativ, nu al unui model anume, pentru o pompă periferică de putere mică:

Între 10 și 30 l/min, înălțimea scade cu 17 m, adică aproape 1,7 bar. O multietajată de uz casnic are de regulă o curbă mult mai plată în zona ei de lucru, deci aceeași creștere de debit o simți mult mai puțin la robinet.

Mai e un detaliu, specific pompelor periferice și contrar intuiției: puterea absorbită crește când debitul scade, cu maximul la robinet închis. La o centrifugală obișnuită e invers. Consecințele practice sunt directe:

1. Nu se montează un robinet de strangulare pe refulare ca să „reduci debitul”; motorul se încarcă mai tare, nu mai puțin.
2. Pragul de oprire al presostatului trebuie să rămână sub presiunea maximă a pompei, cu marjă. Altfel pompa nu atinge pragul, lucrează continuu pe robinete închise, încălzește apa din carcasă și își supraîncarcă motorul.
3. Protecția termică a motorului nu este opțională; ea oprește pompa în situațiile în care presostatul nu o face.

Dimensionare pentru o casă mică, pas cu pas

Datele exemplului: o casă mică cu o baie și o bucătărie. Pompa stă în camera tehnică, apa vine dintr-un rezervor îngropat cu nivelul la 3 m sub pompă, iar dușul, cel mai defavorizat consumator, este la 3 m deasupra pompei. Vrem 1,5 bar la duș, adică circa 15,3 m coloană de apă.

Debitul de calcul

Nu aduni toți consumatorii din casă, ci doar pe cei care curg realist în același timp. Pentru o locuință mică, scenariul normal este dușul (circa 9 l/min la o baterie obișnuită) plus chiuveta din bucătărie (circa 6 l/min). Rezultă 15 l/min. Pentru case mai mari, necesarul se estimează rapid cu calculatorul de necesar de apă pentru casă.

Pierderile pe conducte

Aspirația are 6 m de țeavă PE 32 PN16 (interior circa 26 mm), cu sorb și clapetă. La 15 l/min viteza este 0,47 m/s, iar pierderea totală pe aspirație iese sub 0,2 m. Refularea are 30 m de țeavă PE 25 PN16 (interior circa 20,4 mm) până la duș. Viteza este 0,76 m/s, frecarea dă 1,28 m, iar pentru coturi, teuri și robinete adăugăm 30%, deci circa 1,7 m. Valorile se pot verifica pe traseul tău cu calculatorul de diametru al conductei.

Înălțimea totală cerută

H = 3 m aspirație + 0,2 m pierderi pe aspirație + 3 m până la duș + 1,7 m pierderi pe refulare + 15,3 m presiune la duș = circa 23 m la 15 l/min

Pe curba din tabel, pompa dă 29 m la 15 l/min. Rămân circa 6 m rezervă, ceea ce înseamnă că la duș ajung de fapt aproximativ 2 bar când curge doar scenariul de calcul.

Ce se întâmplă când crește consumul

Tabelul folosește aceeași casă, aceeași pompă și aceleași conducte; se schimbă doar numărul de consumatori deschiși. Al doilea rând este încă acceptabil; al treilea nu mai este un duș. Asta este definiția practică a pompei periferice „suficiente”: funcționează corect cât timp consumul simultan rămâne aproape de debitul de calcul. Vasul de expansiune maschează scăderea câteva zeci de secunde, apoi presiunea urmează curba pompei.

Reglajul presostatului

La 15 l/min, la ieșirea din pompă trebuie să fie circa 20 m (3 m diferență de nivel până la duș, 1,7 m pierderi, 15,3 m presiune dorită), adică aproximativ 2 bar. Aceasta este presiunea de pornire. La debit zero, pompa din exemplu ar da la refulare circa 37 m, adică 3,6 bar, după ce scazi cei 3 m de aspirație. O presiune de oprire de 3,0 bar lasă o marjă de 0,6 bar, iar la 3,0 bar pompa mai livrează circa 9 l/min, deci ajunge la prag fără să forțeze. Perna de aer a vasului se reglează puțin sub presiunea de pornire; procedura completă este în articolul despre reglarea presostatului la hidrofor, iar volumul vasului se poate estima cu calculatorul de vas de expansiune.

Pompă periferică sau multietajată

Comparația are sens doar pe aceeași sarcină. Pentru un consumator la presiune mare, periferica e greu de bătut la simplitate. Pentru o casă întreagă, multietajata câștigă aproape pe fiecare rând. Prețurile nu sunt trecute pentru că variază mult de la un sezon la altul și de la un magazin la altul; ordinea relativă rămâne însă aceeași. Detaliile despre construcția și dimensionarea variantei cu mai multe trepte sunt în articolul despre pompele multietajate.

Există și situații în care periferica este alegerea mai bună, nu doar mai ieftină. O irigație prin picurare cu puțini emitori cere debit mic și presiune constantă, exact zona în care periferica lucrează bine. La fel, o cabană folosită la sfârșit de săptămână, cu o singură baterie de duș, nu justifică o pompă mai mare, care ar porni și s-ar opri des pe consum mic. Și o linie separată pentru un singur consumator la distanță, de exemplu un robinet într-o anexă, se poate alimenta corect cu o pompă mică de acest tip.

Regula simplă pentru decizie: dacă debitul simultan realist trece de jumătatea debitului maxim al unei periferice, sau dacă din aceeași pompă vrei să alimentezi și irigația, multietajata este alegerea corectă. Dacă aspirația e problema, nu pompa, citește și despre hidroforul autoamorsant, unde limita reală de aspirație este calculată separat.

Nisip, calcar și blocarea după pauze lungi

Uzura prin nisip se manifestă diferit la periferică față de o centrifugală. Pe măsură ce jocurile laterale cresc, o parte tot mai mare din apă scapă înapoi, de pe partea de refulare spre cea de aspirație, printre rotor și carcasă. Pompa pare că merge normal, dar presiunea maximă scade, iar presostatul ajunge greu la pragul de oprire. Primul semn este de obicei o pompă care funcționează tot mai mult la aceeași utilizare.

Pentru o sursă cu particule fine, ai trei variante, în ordinea eficienței: sursă curată (foraj pompat până se limpezește apa), filtru cu cartuș lavabil pe aspirație, cu verificare regulată a căderii de presiune, sau altă construcție de pompă. Un filtru colmatat pe aspirație creează la rândul lui pierderi, deci se curăță înainte să devină problema.

Calcarul și oxizii lucrează invers: nu măresc jocurile, ci le umplu. O pompă periferică lăsată nefolosită o iarnă se poate bloca, iar la pornire motorul bâzâie fără să se rotească. Multe modele au pe capătul arborelui, sub capacul ventilatorului, o fantă prin care rotorul se poate debloca manual cu o șurubelniță, cu pompa scoasă de sub tensiune. Nu insista cu porniri repetate pe rotor blocat; condensatorul și bobinajul suferă.

Greșeli de montaj care scurtează viața unei periferice

• Aspirație lungă și subțire, care adaugă pierderi și aduce pompa aproape de cavitație.
• Lipsa sorbului cu clapetă sau o clapetă care nu închide, de unde pierderi repetate de amorsare.
• Presostat reglat din fabrică la valori pe care pompa concretă, cu aspirația concretă, nu le atinge.
• Pompă montată într-un loc unde îngheață, fără golire pentru iarnă.
• Protecție contra mersului în gol absentă, pe o sursă care se poate goli vara.
• Prindere rigidă direct de țeava metalică, prin care fluieratul pompei se transmite în toată casa; câte un tronson flexibil pe aspirație și refulare rezolvă asta. Pentru alte cauze de zgomot, vezi hidroforul zgomotos.

Citește și

• Vas de expansiune pentru hidrofor
• Hidrofor pentru casă cu două etaje
• Pompe monoetajate de suprafață
• Pompe pentru irigații din puț