Pompy zanurzeniowe – jak wybrać urządzenie?

Zanim zainwestujemy w pompę, musimy ustalić, jakie zadania będzie spełniać urządzenie. Pompy zanurzeniowe dzielimy przede wszystkim ze względu na ich przeznaczenie: do pompowania ścieków, wód deszczowych lub drenażowych, czyli biorąc pod uwagę na rodzaj przepompowywanej cieczy.

Gros pomp zanurzeniowych to urządzenia przeznaczone do przepompowywania wody – czystej oraz brudnej. Poszczególne systemy znajdują zastosowanie w wypompowywaniu wody z zalanych i podtopionych piwnic, pompowaniu wody ze studni drenażowych oraz dostarczaniu wody do budynku. Tego rodzaju urządzenia sprawdzą się m.in. w przypadku zasilania budynku jednorodzinnego w wodę ze studni kręgowej, w której lustro wody znajduje się na głębokości 10 m od powierzchni terenu (czyli gdy nie można zastosować pompy samozasysającej), a dodatkowo, gdy układ ma odpowiadać także za podlewanie ogródka oraz mycie samochodu.
Producenci nieustannie rozszerzają i rozwijają swoją ofertę w zakresie urządzeń przeznaczonych do pompowania wody brudnej oraz ścieków gospodarczych (wykorzystywanych szczególnie w obszarach słabo zaludnionych bez systemów kanalizacyjnych lub takich, w których nie sprawdza się kanalizacja grawitacyjna).

Kluczowy: rodzaj wirnika

Przy wyborze pompy należy zwrócić uwagę przede wszystkim na rodzaj wirnika – element ten wpływa na zużycie energii oraz decyduje o sprawności całego urządzenia. O niezawodności pompy, szczególnie ściekowej, decyduje odporność wirnika na blokowanie się elementami stałymi oraz możliwość pracy w różnorodnych warunkach otoczenia.
To, jaki wirnik powinniśmy zastosować, zależy m.in. od rodzaju przepompowywanej cieczy oraz wielkości cząstek stałych w niej zawartych (w przypadku wody brudnej, ścieków itd.). Do wody czystej bądź lekko zabrudzonej (wód opadowych, gruntowych zawierających szlam, piasek), której można wykorzystać do nawodnienia stosuje się wirniki wielołopatkowe. Wyposażenie wirnika w dwie łopatki o przestrzennej krzywiźnie oraz z wklęsłą krawędzią wylotową pozwala na uzyskanie równomiernego przepływu przy dużym, swobodnym przelocie. Zastosowanie znajdują także pompy z wirnikiem o swobodnym przepływie – takie rozwiązanie zapobiega zapchaniu się instalacji. Do tłoczenia większych objętości wody zanieczyszczonej przeznaczone są m.in. pompy z wirnikiem kanałowym / z wirnikiem z dużym wolnym przelotem.
Do ścieków komunalnych w przepompowniach domowych dedykowane są głównie urządzenia z nożem tnącym (potocznie nazywanym rozdrabniaczem). Niewielka wydajność, maks. do ok. 5,5 l/s, oraz duża wysokość podnoszenia sprawiają, że doskonale sprawdzają się w systemach ciśnieniowych.
Jeśli porównamy średnice przewodów tłocznych w przypadku systemów z pompami z rozdrabniaczem (ok. 63 lub 75 mm) oraz z pompami kanałowymi (ok. 90 mm), różnica w kosztach inwestycji będzie większa po stronie urządzeń kanałowych.

W jakich warunkach będzie pracować pompa?

Dokonując wyboru pompy, bierzemy zatem pod uwagę m.in. parametry przepompowywanej cieczy. Oczywiście, inne wymagania stawiamy urządzeniom do pompowania wody czystej, inne do brudnej lub do ścieków. Istotnymi czynnikami są m.in. skład chemiczny oraz wartość pH cieczy, rodzaj i wielkość elementów stałych oraz temperatura cieczy i warunki pracy instalacji (związane ze wspomnianą temperaturą oraz warunkami otoczenia) – od tych czynników powinniśmy uzależnić rodzaj zastosowanych materiałów mających kontakt z wodą lub ściekami. Wykorzystuje się m.in. stal nierdzewną lub kwasoodporną, aluminium, żeliwo, tworzywa sztuczne. Pamiętajmy również o uszczelnieniach, które chronią pompę zanurzeniową przed przenikaniem wody do silnika i łożysk, np. pomiędzy wirnikiem a łożyskami.
Na niezawodną, bezproblemową pracę systemu wpływają poszczególne komponenty urządzenia, jak wlot kablowy. W nowoczesnych pompach wloty kablowe produkowane są ze stali nierdzewnej uszczelnionej poliuretanem, dzięki czemu uzyskuje się wodoszczelne połączenie. Poza tym warto wyposażyć system w czujnik wilgoci, dzięki któremu będziemy mogli na bieżąco monitorować wszelkie nieszczelności wpływające na pracę urządzenia oraz z odpowiednim wyprzedzeniem zaplanować niezbędne prace serwisowe. Czujnik należy umieścić poza silnikiem, aby mógł powiadomić nas o nieszczelności jeszcze zanim wilgoć spowoduje awarię. Z drugiej strony w sytuacji, gdy wdrażamy wodoszczelne rozwiązanie na poziomie połączenia kablowego, możemy pominąć czujnik wilgoci – wodoszczelna wtyczka powinna skutecznie chronić silnik pompy przed dostaniem się do wnętrza wody.

Co jeszcze?

Po zdefiniowaniu przeznaczenia pompy oraz warunków instalacji i otoczenia należy odpowiedzieć na kilka dodatkowych pytań. Sprecyzujmy, czy urządzenie będzie pracować w działającej czy dopiero projektowanej lub budowanej instalacji. Kierujemy się także dostępnością serwisu oraz warunkami gwarancyjnymi oferowanymi przez producenta.
Kluczowa jest sprawność pompy. W przypadku urządzenia do pompowana ścieków dążymy do osiągnięcia wysokiej sprawności przy jednoczesnej wysokiej odporności na blokowanie elementami stałymi. Zależy nam na zachowaniu dobrego przepływu oraz uzyskaniu optymalnego kształtu kanału. Oprócz tego należy sprawdzić zakres dopuszczalnej ciągłej pracy pompy (m.in. z uwagi na kawitację) oraz prędkość obrotową i średnią prędkość przepływu.
I wreszcie dokonując wyboru urządzenia, kierujemy się przede wszystkim obliczeniowym punktem pracy, czyli wydajnością Q (m3/h) i całkowitą wysokością podnoszenia H (zależną od wysokości topograficznej oraz wysokości strat na przewodzie tłocznym). Wydajność pompy zanurzeniowej powinna ściśle wynikać z potrzeb układu, niezależnie od rodzaju urządzenia, inaczej będziemy musieli liczyć się z niewydolnym działaniem systemu (w przypadku zamontowania pompy o zbyt małej wydajności) lub znacznymi stratami energii (przy wdrożeniu przewymiarowanej pompy).

Zabezpieczenie przed przegrzaniem

Ponadto z uwagi na specyfikę pracy pompy, niezależnie od jej przeznaczenia, powinniśmy zwrócić uwagę na zabezpieczenie silnika przed przegrzaniem. Standardowo stosowano tu pompy zatapialne bez oddzielnego systemu chłodzenia o stopniu ochrony IP68 z silnikiem zabudowanym w dodatkowym płaszczu, przez który przepompowywano ciecz, np. ścieki (zanurzenie urządzenia w cieczy zapewniało chłodzenie silnika). Tego typu rozwiązanie nie należy jednak do idealnych – zarastanie płaszcza, do którego mogło z czasem dochodzić, powodowało pogorszenie zdolności do oddawania ciepła przez silnik. Obecnie częściej wykorzystuje się modele, w których układ chłodzenia jest autonomiczny i nie ma kontaktu z cieczą. Ruch ścieków lub wody może być tu wymuszony np. przez dodatkowy wirnik obiegowy przetłaczający ciecz przez wymiennik zamontowany w ścianie oddzielającej silnik od pompy. Ciepło jest odbierane od silnika, a następnie czynnika chłodzącego oraz przekazywane do odprowadzanej cieczy.

Urządzenia inteligentne

Warto postawić na rozwiązania umożliwiające płynną regulację parametrów pracy pompy, oparte chociażby na czujniku poziomu i suchobiegu. Kluczowa jest jednak funkcja „autoadaptacyjna”, która zupełnie eliminuje konieczność stosowania w studzience czy pompowni ścieków wyłączników poziomu i sterowania, zewnętrznych czujników, łączników czy przewodów ze studzienki. Dzięki wbudowanym elektronicznym układom pompa samodzielnie załącza się i wyłącza przy zmieniającym się poziomie ścieków w zbiorniku.
Producenci proponują zatem coraz doskonalsze rozwiązania umożliwiające regulację pracą pomp. Nowoczesne pompy zanurzeniowe to inteligentne urządzenia, które dokonują automatycznej analizy parametrów pracy oraz warunków środowiskowych. Sterowanie może odbywać się bez naszej ingerencji za pomocą zintegrowanego rozrusznika silnika. Możliwe jest m.in. wyposażenie urządzenia w zewnętrzny interfejs komunikacyjny (po przewodzie zasilającym) oraz udostępnianie informacji o pracy pompy użytkownikowi. Układ może nas poinformować chociażby o przeciążeniu silnika czy zaniku napięcia w sieci zasilającej, a nawet przesłać raport do serwisu.

Pamiętajmy, że gwarantem bezproblemowego działania pompy są okresowe przeglądy i serwisowanie. Na etapie eksploatacyjnym może dojść do obniżenia wydajności pracy urządzenia wskutek gromadzenia się osadów czy kożuchów tłuszczu. W przypadku większych instalacji (rzadziej w systemach dedykowanych do domów jednorodzinnych) zastosowanie znajdują zawory płuczące ochraniające urządzenia przed korozją oraz zabezpieczające tworzeniu się osadów lub – w przypadku ścieków – wydzielania szkodliwych gazów. Po zainstalowaniu zaworu płuczącego pompa po załączeniu działa jak mieszadło, odrywając osady od ścianek zbiornika, dopiero potem kontynuując standardową pracę.

Iwona Bortniczuk
Na podstawie materiałów firm: Grundfos, Wilo, Hydro-Vacuum
Współpraca merytoryczna: Grundfos