Pompe în linie: ce sunt, unde se montează și cum le alegi

Pompe în linie: ce sunt și când le alegi

Pompele în linie sunt pompe centrifugale cu aspirația și refularea pe aceeași axă, astfel încât se montează direct pe conductă, între două flanșe sau două racorduri filetate, fără să schimbe direcția traseului (în cataloage apar și ca pompă inline). Le alegi când ai o conductă care trebuie doar „împinsă” mai departe (un circuit de încălzire, o coloană de apă, o buclă de răcire) și nu vrei fundație, șasiu și coturi în plus.

Nu sunt potrivite oriunde. O pompă în linie nu aspiră dintr-un bazin sau dintr-o fântână ca o motopompă, nu tolerează nisip și fibre și depinde mult de cum e susținută conducta în care stă. Mai jos găsești familiile de pompe în linie, cum le alegi pe curbă, ce verifici la aspirație și cum se montează ca să nu vibreze și să nu-și distrugă etanșarea.

Ce înseamnă, concret, montajul în linie

La o pompă obișnuită cu aspirație axială (numită și end-suction), apa intră pe axul rotorului, prin față, și iese perpendicular, prin partea de sus. Conducta trebuie deci să facă un cot la pompă, iar ansamblul stă pe un postament.

La pompa în linie, carcasa este desenată astfel încât apa intră pe o parte și iese pe partea opusă, la aceeași înălțime și pe aceeași axă. Rotorul lucrează la fel, dar canalele carcasei întorc apa. Rezultatul practic:

• conducta rămâne dreaptă, deci pompa se poate monta pe un traseu existent tăind un tronson;
• motorul stă de obicei vertical, deasupra carcasei, iar amprenta pe sol e cât diametrul flanșelor;
• pompa poate fi susținută de conductă la modelele mici sau așezată pe un picior de sprijin la cele mari, după cum indică producătorul;
• scoaterea pentru service se face fără să muți conductele, dacă ai vane de izolare de ambele părți.

Patru familii, aceeași geometrie

Denumirea „în linie” descrie geometria, nu o aplicație. Sub ea intră pompe foarte diferite.

Circulatoarele cu rotor umed. Pompele mici de pe circuitele de încălzire din case și din blocuri. Rotorul motorului e scăldat în apa din circuit, care îl și răcește și îi unge lagărele, deci nu au etanșare mecanică și sunt practic silențioase. Sunt gândite pentru circuite închise, cu debite mici și înălțimi de câțiva metri. Tot de aici vin și pompele de recirculare pentru apa caldă menajeră, cu carcasă din bronz sau inox, detaliate în articolul despre pompele de recirculare a apei calde.

Pompele în linie cu rotor uscat. Motorul electric e separat de apă printr-o etanșare mecanică și, la multe modele, e un motor standard cu flanșă. Acoperă debitele mari din centralele termice ale clădirilor, din instalațiile de răcire și din apa tehnologică. Motorul se poate înlocui cu unul standard de aceeași putere și aceeași formă constructivă.

Pompele multietajate verticale în linie. Au aspirația și refularea la bază, pe aceeași axă, iar deasupra un teanc de rotoare și motorul. Dau înălțimi mari la debite mici și medii, deci sunt baza grupurilor de ridicare a presiunii din clădiri. Principiul etajelor e explicat în articolul despre pompele multietajate, iar diferențele de montaj față de alte pompe verticale în pompele verticale de suprafață.

Pompele booster compacte. Pompe mici, montate pe conducta de apă a unei locuințe, care pornesc automat la deschiderea unui robinet, printr-un senzor de debit. Ajută acolo unde presiunea din rețea e aproape suficientă, dar nu rezolvă o sursă care nu dă destul debit. Când merită și când nu, vezi articolul despre presiunea apei scăzute.

Close-coupled, cuplaj rigid sau long-coupled

La modelele cu rotor uscat, legătura dintre motor și rotor decide cât de ușor se face service-ul și cât de mult tolerează pompa.

Pe scurt, înainte de tabel: la puteri mici, close-coupled e alegerea normală, pentru că e compact și ieftin. Acolo unde pompa lucrează continuu și o oprire pentru service costă (o centrală termică de bloc, o instalație de răcire), cuplajul rigid scurtează mult intervenția la etanșare. Long-coupled apare mai ales la pompele pe șasiu, unde alinierea motor–pompă trebuie verificată la montaj și după fiecare intervenție.

Alegerea pe curbă: debit, înălțime, zona de randament

O pompă în linie se alege exact ca orice pompă centrifugală: îi calculezi punctul de lucru și cauți modelul a cărui curbă trece prin el. Diferența apare la ce intră în înălțime.

Circuit închis și circuit deschis

Într-un circuit închis (încălzire, răcire), apa pleacă din pompă și se întoarce la ea. Coloana de apă care urcă într-un calorifer de la etaj e echilibrată de cea care coboară, deci înălțimea clădirii nu contează. Pompa învinge doar pierderile de sarcină: frecarea în țevi, fitinguri, robinete termostatice, schimbătoare de căldură. Pentru fitinguri, tabelul de pierderi locale dă lungimile echivalente.

Într-un circuit deschis (ridicarea presiunii într-o clădire, transferul între rezervoare), intră în calcul și diferența de nivel, și presiunea pe care o vrei la cel mai dezavantajat robinet.

Exemplu recalculat: circuit de încălzire

• puterea termică transportată de circuit: P = 15 kW;
• diferența de temperatură tur–retur: ΔT = 20 K;
• apă cu ρ ≈ 1.000 kg/m³ și c ≈ 4,19 kJ/(kg·K).

Debitul se află din puterea termică și diferența de temperatură:

Q = P ÷ (ρ × c × ΔT)

Cu datele de mai sus: Q ≈ 15 ÷ (4,19 × 20) ≈ 0,18 l/s, adică circa 0,65 m³/h. Dacă același circuit lucrează cu ΔT = 10 K (des întâlnit la încălzirea în pardoseală), debitul se dublează, la circa 1,3 m³/h, iar pierderile de sarcină cresc aproximativ de patru ori, pentru că urmează pătratul debitului.

La 0,65 m³/h, într-o țeavă cu diametrul interior de 20 mm, viteza iese circa 0,57 m/s; în una de 16 mm, circa 0,89 m/s. În locuințe se preferă vitezele mici, pentru că zgomotul de curgere se aude prin pereți. Țeava se alege întâi, pierderile se calculează pe ea, iar pompa vine la final.

Zona de randament maxim și turația variabilă

Pe curba producătorului e marcat punctul de randament maxim (BEP). Pompa lucrează cel mai liniștit și cu cea mai mică uzură a etanșării și a rulmenților în jurul lui. O pompă aleasă „cu rezervă mare” ajunge să lucreze mult în stânga curbei, la debit mic și presiune mare, cu vibrații și recirculare internă.

Majoritatea circulatoarelor moderne și multe pompe în linie mari au variator de turație. Legile de similitudine arată de ce contează: debitul variază proporțional cu turația, înălțimea cu pătratul ei, iar puterea cu cubul ei. La 80% din turație, pompa dă circa 64% din înălțime și absoarbe circa 51% din putere. Principiul e același ca la hidroforul cu invertor.

NPSH: aspirația contează și când nu aspiri din fântână

NPSH măsoară cât de departe e apa de la intrarea în rotor de punctul în care începe să fiarbă local. Dacă presiunea scade sub presiunea de vaporizare, apar bule care implodează pe palete: cavitație, cu zgomot de pietriș în pompă și rotor ciupit în timp. Condiția este ca NPSH disponibil în instalație să fie mai mare decât NPSH cerut de pompă (din curbă), cu o marjă.

NPSH_disponibil = presiunea la suprafața apei (în m) ± diferența de nivel − pierderile pe aspirație − presiunea de vaporizare (în m)

Circuit deschis, apă rece la 20 °C

Pompa stă la 2 m deasupra apei, iar pierderile pe aspirație sunt de 0,5 m:

• presiunea atmosferică ≈ 10,35 m coloană de apă;
• presiunea de vaporizare ≈ 0,24 m;
• NPSH_disponibil ≈ 10,35 − 2 − 0,5 − 0,24 ≈ 7,6 m.

Aceeași instalație, apă la 80 °C

Presiunea de vaporizare urcă la circa 4,97 m coloană de apă, deci NPSH-ul disponibil scade cu peste 4 m, la circa 3,2 m (calculat cu densitatea apei la 80 °C). Pompa care mergea fără probleme pe apă rece poate cavita pe apă caldă.

De aici regula pentru circuitele închise de încălzire: nu există nivel liber al apei, dar există presiunea statică a instalației, dată de vasul de expansiune. Producătorii de circulatoare indică o presiune minimă la aspirație pentru fiecare temperatură a apei. Dacă instalația e umplută la o presiune prea mică sau vasul de expansiune și-a pierdut perna de aer, pompa cavitează, oricât de bine ar fi aleasă.

Montajul: suporți, vibrații, vane de izolare

Cele mai multe defecte timpurii ale acestor pompe nu vin din alegere, ci din montaj. Ordinea de lucru care evită problemele:

1. Montează întâi suporții conductei de ambele părți ale pompei, cât mai aproape de flanșe. Conducta trebuie să stea singură; pompa nu se folosește ca punct de sprijin pentru traseu.
2. Aliniază capetele conductei înainte de a strânge flanșele. Dacă ai nevoie de pârghie ca să aduci flanșa în dreptul pompei, tensiunea rămâne în carcasă și ajunge în etanșare și în rulmenți.
3. Pune vane de izolare pe aspirație și pe refulare. Fără ele, orice intervenție la pompă înseamnă golirea întregului circuit.
4. Adaugă clapeta de sens pe refulare, acolo unde circuitul o cere (pompe în paralel, coloane de ridicare a presiunii), ca apa să nu curgă înapoi prin pompa oprită.
5. Montează racorduri antivibrații dacă pompa e mare sau stă lângă spații locuite. Racordurile elastice nu preiau greutatea conductei; suporții rămân obligatorii și cu ele.
6. Respectă poziția de montaj din manual. La circulatoarele cu rotor umed, axul motorului trebuie să fie orizontal. La pompele cu rotor uscat, motorul nu se montează sub carcasă, pentru că o scurgere la etanșare ar ajunge direct în bobinaj.
7. Lasă tronsoane drepte înainte de aspirație. Un cot sau o reducție lipită de flanșa de intrare trimite apa în rotor cu turbulențe.
8. Pune manometre pe aspirație și pe refulare. Diferența lor, transformată în metri, îți arată în ce punct al curbei lucrează pompa.
9. Aerisește la punctele înalte și pe pompă, prin șurubul de aerisire, înainte de pornire.
10. Protejează rotorul de impurități la circuitele de încălzire cu nămol sau magnetită, cu un filtru sau un separator pe retur, înaintea pompei. La circulatoarele cu motor cu magneți permanenți, particulele de magnetită se lipesc de rotor și îl pot bloca.

Pompa se intercalează în conductă, nu o susține. Dacă scoți pompa și cele două capete de țeavă rămân pe loc, montajul e corect; dacă ele cad sau se deplasează, forțele au trecut prin carcasă.

Greșelile care scurtează viața pompei

• Pompa folosită ca suport pentru conductă. Carcasa se tensionează, etanșarea mecanică pierde, iar rulmenții motorului se uzează prematur.
• Pompa aleasă cu mult prea mare. Lucrează în stânga curbei, face zgomot, vibrează și încălzește apa din carcasă. La circulatoare, simptomul tipic e șuieratul robinetelor termostatice.
• Aer rămas în circuit. Circulatoarele cu rotor umed își ung lagărele cu apă; aerul din carcasă le distruge și produce zgomot de bolboroseală.
• Presiune statică scăzută în circuitul închis. Cavitație la apa caldă, chiar dacă pompa e corect aleasă.
• Pornirea cu vanele închise. Pe refularea închisă, pompa încălzește apa din carcasă; pe aspirația închisă, cavitează și merge pe uscat.
• Motorul montat sub pompă. O picătură de la etanșare devine un scurtcircuit.
• Lipsa vanelor de izolare. O intervenție de o oră devine o zi de golire și umplere a circuitului.

Pompa în linie sau pompa cu aspirație axială

Montajul în linie câștigă când spațiul e mic, traseul e drept și apa e curată: centrale termice, instalații de răcire, coloane de apă în clădiri. Pompa cu aspirație axială pe șasiu rămâne mai bună când ai debite foarte mari, când vrei acces ușor la rotor fără să desfaci conducta de refulare sau când lichidul are impurități. Pentru apă cu nisip, noroi sau fibre, niciuna dintre ele nu e alegerea potrivită; acolo intră pompele cu rotor vortex sau motopompele pentru ape murdare.

Dacă pompa trebuie să aspire dintr-un rezervor aflat sub ea, o pompă centrifugală obișnuită nu se autoamorsează: conducta de aspirație trebuie ținută plină, cu sorb și clapetă. Procedura e în articolul despre amorsarea pompei centrifugale.

---

Citește și

• Pompe verticale de suprafață
• Pompe multietajate
• Transvazare corectă
• Motopompe pe benzină și pe motorină