Pompy do czystej wody

Pompy wykorzystuje się nie tylko do poboru wody, ale również do podwyższania ciśnienia w instalacji, zwłaszcza w budynkach wysokich. Dobór pompy powinien być dokonywany na podstawie przewidywanych warunków jej pracy (zużycia wody oraz wysokości, na jaką woda będzie pompowana).

Informacje ogólne 
Pompy wykorzystuje się nie tylko do poboru wody, ale również do podwyższania ciśnienia w instalacji, zwłaszcza w budynkach wysokich. Elementem roboczym w pompie jest tłok lub wirnik łopatkowy. Pompy tłokowe charakteryzują się stałą, niezależną od wysokości podnoszenia, wydajnością. Nie są jednak powszechnie stosowane, ponieważ są dość duże, ciężkie i stosunkowo drogie. Najczęściej używa się ich w układach bardzo wysokiego ciśnienia lub w stacjach uzdatniania wody do dozowania na przykład chloru. Wydajność pomp wirowych jest zależna od wysokości podnoszenia. Obsługują przepompownie I stopnia transportujące wodę z ujęcia do zbiorników, w których jest gromadzona, przepompownie II stopnia pompujące wodę ze zbiorników do obszarów poboru wody i III stopnia z obszarów poboru wody do miejsc czerpania wody. Są powszechnie stosowane również w ujęciach wody podziemnej i powierzchniowej, a także do przepompowywania wody ze zbiorników. W zależności od kształtu wirnika spotyka się pompy: odśrodkowe, diagonalne i śmigłowe. Pompy wirowe mogą mieć jeden wirnik (jednostopniowe) lub kilka czy kilkanaście połączonych szeregowo (wielostopniowe).

Dobór pompy
 
Krzywa pompy i charakterystyka sieci
Dobór pompy powinien być dokonywany na podstawie przewidywanych warunków jej pracy (zużycia wody oraz wysokości, na jaką woda będzie pompowana). Służą do tego krzywe charakterystyczne pompy, które opisują parametry urządzenia i charakterystyka sieci.

Krzywa wysokości podnoszenia pompy określa zależność między wysokością podnoszenia, a natężeniem przepływu wody. Im większe natężenie, tym mniejsza wysokość podnoszenia cieczy. Charakterystykę tę odczytuje się z katalogu dla danego modelu pompy. Wraz z hydrauliczną charakterystyką sieci są podstawą doboru pompy.
Na podstawie krzywej zapotrzebowania na moc można wyznaczyć orientacyjny pobór mocy w każdym punkcie pracy pompy.
Krzywa sprawności przedstawia zależność sprawności w funkcji wydajności pompy. Uwzględniana jest przede wszystkim w przypadku dużych agregatów pompowych stosowanych na przykład w instalacjach przemysłowych i budowlanych. Przy wyborze pompy duże znaczenie ma hydrauliczna charakterystyka sieci, określająca zależność pomiędzy natężeniem przepływu cieczy w instalacji, a ciśnieniem potrzebnym na pokonanie miejscowych i liniowych oporów.
Charakterystykę sieci można wyznaczyć na podstawie projektu instalacji (rodzaju i średnicy rur w instalacji, przybliżonej liczby kolanek, zaworów oraz strat spowodowanych urządzeniami np. do uzdatnienia wody) lub za pomocą pompy pomiarowej z wbudowanym manometrem różnicowym wskazującym zmiany ciśnienia w sieci. Ten drugi sposób ma zastosowanie w małych, zwłaszcza remontowanych lub modernizowanych instalacjach, które dodatkowo mogą być pokryte osadem kamiennym, zwiększającym opory w całym przewodzie. Punkt przecięcia się charakterystyki wysokości podnoszenia pompy z charakterystyką sieci nazywa się punktem pracy i na jego podstawie dobiera się pompę.
Pompy mogą współpracować ze sobą. W tym celu mogą być łączone szeregowo lub równolegle. Połączenie szeregowe (np. pompa tłoczy przewodem do drugiej pompy), powoduje zwiększenie wysokości podnoszenia układu. Charakterystyka połączenia szeregowego jest sumą wysokości podnoszenia dla tych samych natężeń. Najczęściej taki układ stosuje się w przypadku wirników w pompach głębinowych. Połączenie równoległe (np. dwie pompy tłoczą wodę do jednego przewodu) zapewnia zwiększenie wydajności układu. Jego charakterystyką jest suma natężeń przepływu dla tej samej wysokości podnoszenia. Należy również pamiętać, że wydajność dwu jednakowych pomp pracujących równolegle jest mniejsza od podwójnej wydajności każdej z nich ze względu na straty hydrauliczne w przewodzie. Połączenie równoległe pracujących pomp znajduje zastosowanie w przepompowniach wody z sieci lub zbiorników retencyjnych, a także w zestawach do podnoszenia ciśnienia, gdzie mogą być jeszcze dodatkowo łączone ze sobą szeregowo (układy szeregowo-równoległe). Współpraca kilku pomp powoduje zwiększenie obszaru zmienności wydajności całego układu i jego wysokości podnoszenia, przez co, w porównaniu z jedną pompą, lepiej dostosowuje się on do zmiennych warunków pracy (pompowanie wody na różne piętra, w różnych ilościach). Ma jeszcze tę zaletę, że w przypadku awarii jednej pompy nie przestaje całkowicie działać. W małych pompowniach i domach jednorodzinnych najczęściej wystarcza pompa pojedyncza.

Typy pomp 

Pod względem budowy i sposobu stosowania pompy wirowe dzieli się na pompy niezatapialne: samozasysające lub zasysające normalnie i pompy zatapialne, w tym głębinowe.
Mają one korpus z żeliwa, ze stali nierdzewnej lub rzadziej z tworzywa sztucznego oraz silnik z wirnikiem stalowym lub z tworzywa sztucznego (mniej trwały) w obudowie ze stali nierdzewnej.

Pompy niezatapialne 
Pompy normalnie zasysające stosowane są głównie do systemów zaopatrzenia w wodę ze studni lub zbiorników, do podwyższania ciśnienia, systemów wody użytkowej. Osiągają przepływ do kilkudziesięciu tysięcy m³/h i wysokość podnoszenia do 240 m. Pompy samozasysające stosuje się do systemów zaopatrzenia w wodę i do podwyższania ciśnienia w instalacji w małych obiektach, do przetłaczania wody użytkowej ze zbiorników otwartych - opróżniania i napełniania, a także awaryjnie do wypompowywania wody z piwnic w razie zalania. Tolerują zawartość powietrza w rurociągu ssącym. Osiągają wysokość podnoszenia do 20 m i maksymalny przepływ do 8 l/s. Niektóre z pomp samozasysających mogą również służyć do przetłaczania wody ze studni do wysokości zasysania (odległość między pompą a zwierciadłem wody) 7 m. Bardzo ważne jest, aby przestrzegać podanej przez producenta maksymalnej wysokości ssania pompy, w przeciwnym razie może wytworzyć się zjawisko kawitacji. Może się to stać w każdej źle dobranej do warunków użytkowania pompie. Kawitacja powstaje na skutek spadku ciśnienia poniżej ciśnienia wrzenia przepływającej cieczy. Objawia się to powstawaniem pęcherzyków parowo-gazowych, które po przedostaniu się do obszarów zwiększonego ciśnienia implodują na skutek skraplania się zawartej w nich pary wodnej. Implozje powodują powstawanie uderzeń hydraulicznych i towarzyszący im miejscowy wzrost ciśnienia (nawet do 3,5 tysiąca atmosfer). Powodują drgania całej pompy (fale uderzeniowe), spadek wydajności i wysokości podnoszenia. Spada sprawność pompy i może dojść do jej zniszczenia. Przy doborze pompy określa się nadwyżkę antykawitacyjną czyli minimalną nadwyżkę ciśnienia nad ciśnienie parowania na wlocie pompy, przy której nie występuje kawitacja (na podstawie krzywej NPSH).
Pompy niezatapialne, zarówno samozasysające jak i zasysające normalnie, wymagają zalania wodą przed pierwszym uruchomieniem. W samozasysających woda pozostaje po wyłączeniu pompy i nie ma konieczności powtarzania tego procesu, natomiast w zasysających normalnie należy zawsze przed uruchomieniem nalać wody do króćca tłocznego lub zalewowego. Wyjątkiem są duże pompy w przepompowniach strefowych i ujęciach, które po otwarciu zaworów zalewane są samoczynnie. Pod względem konstrukcji, pompy niezatapialne dzieli się na bezdławnicowe i dławnicowe. Zaletą pomp bezdławnicowych jest umiejscowienie elementów ruchowych pompy wewnątrz chronionego tuleją, hermetycznego silnika. Pompowana ciecz smaruje łożyska ślizgowe wału silnika i tłumi hałas towarzyszący ich pracy. Dodatkowo chłodzi komorę wirnika. Takie rozwiązanie zmniejsza jej podatność na zużycie. Jeśli jednak nastąpi przerwa w smarowaniu, spowodowana na przykład suchobiegiem czy przegrzaniem silnika, może dojść do zatarcia wału. Pompy bezdławnicowe są małe i lekkie, więc nie wymagają fundamentowania ani podpierania króćców.
W pompach dławnicowych silnik jest odizolowany od cieczy. Wymagają one montażu na płycie fundamentowej lub konsoli ze wspornikami (pompy o układzie króćców ssawnych end-suction - ze zmiennym kierunkiem przepływu z osiowego na promieniowy) lub mogą być montowane bezpośrednio na rurociąg (pompy o układzie króćców in-line - z osiowym kierunkiem przepływu lub z dodatkowym podparciem króćców również end-suction). Pompy dławnicowe mają większą wydajność, lecz są głośniejsze od pomp bezdławnicowych ze względu na pracę wentylatorów chłodzących silnik i łożyska tłoczne. Ma to znaczenie szczególnie w budownictwie mieszkaniowym, gdzie praca pompy w godzinach nocnych może być uciążliwa. Konstrukcja korpusu, wirników i silnika w pompach bezdławnicowych jest tak zaprojektowana, aby optymalnie niwelować hałas w trakcie pracy, lecz czasami przydatne może okazać się zastosowanie wibroizolacji.

Pompy zatapialne 
Pompy zatapialne stosuje się do przetłaczania wody ze studni do głębokości zanurzenia do 20 m, a także do przetłaczania wody z cystern, zbiorników zaopatrzenia w wodę oraz do nawadniania. Mają kształt walca, a ich obudowa wykonana jest ze stali nierdzewnej lub tworzywa sztucznego (małe pompy ogrodowe). Wewnątrz znajduje się silnik jedno- lub trójfazowy i wirnik lub szereg wirników ze stali. Pompy zatapialne mają wydajność 15-80 l/s przy wysokości podnoszenia do 80 m. Są podwieszane bezpośrednio na rurze tłocznej opartej na podbudowie. Mogą mieć silnik "suchy" lub "mokry" - zalany wodą lub olejem. Pompy zatapialne występują również jako pompy głębinowe do przetłaczania wody ze studni kopanych i wierconych do 200 m zanurzenia. Ich wymiary są dostosowane do średnicy odwiertów (średnica pompy powinna być mniejsza o co najmniej 25 mm od wewnętrznej średnicy studni lub o 40 mm od wewnętrznej średnicy filtru). Osiągają maksymalną wysokość podnoszenia ponad 500 m (przy średnicy pompy 10-12" ) i natężenie przepływu do 300 m³/h.

Gotowe zestawy i osprzęt 
Producenci pomp oferują gotowe do instalacji zestawy zaopatrujące w wodę, wyposażone w zbiornik hydroforowy z wyłącznikiem ciśnieniowym lub pływakiem sterującym pracą pompy i czujnik przepływu. Niektóre pompy głębinowe i niezatapialne dają możliwość rozbudowy do takiego urządzenia. Oprócz tego w ofercie firm sprzedających pompy znajdują się:

• osprzęt do sterowania i zabezpieczania pompy na przykład przed skutkami wzrostu i spadku napięcia (wyłączenie urządzenia, gdy spadek lub wzrost napięcia przekroczy zaprogramowane wartości)
• zabezpieczenie przed przegrzaniem (wyłączenie silnika, a po ostygnięciu ponowne włączenie)
• zabezpieczenie przed suchobiegiem (wyłączenie pompy, gdy zaprogramowane ciśnienia lub pływak zasygnalizuje zbyt niski poziom wody w studni) 
• ochrona przed przeciążeniem (wyłączenie silnika, jeśli obciążenie spowoduje spadek prędkości obrotowej do 65% prędkości nominalnej).

Większość pomp do czystej wody nadaje się do przepompowywania wody deszczowej i nawadniania, natomiast nie nadaje się do przepompowywania wody z wykopów. Piasek może spowodować nawet uszkodzenie, choć niektóre pompy tolerują jego zawartość do 50 g/m³.