Pompe à eau électrique haute pression
Qu'est-ce qu'une pompe à eau électrique à haute pression ?
Une pompe à eau électrique à haute pression est un type de pompe centrifuge utilisée pour augmenter la pression et le débit de l'eau afin de l'acheminer de diverses sources vers un réservoir de stockage ou une sortie d'eau. Elle est généralement alimentée par un moteur électrique. Les fabricants de pompes à eau électriques à haute pression conçoivent ces appareils pour remédier au problème de la faible pression de l'eau, qui peut être frustrante même pour des tâches domestiques mineures telles que la douche, le remplissage de réservoirs, etc. Cet appareil est équipé d'un pressostat ou d'un dispositif de contrôle du débit qui permet de maintenir une pression et un débit d'eau corrects. Certaines pompes à eau électriques haute pression utilisent un pressostat pour assurer une gestion plus efficace du débit autour de la pression de coupure. La pompe à eau électrique haute pression est idéale pour les applications domestiques et agricoles nécessitant une pression d'eau accrue et des débits élevés. Les applications typiques comprennent le pompage de l'eau d'un réservoir de récupération de la pluie et l'augmentation de la pression de l'eau pour les systèmes d'irrigation.
Figure : Pompe à eau électrique à haute pression
Composants d'une pompe à eau électrique à haute pression
Moteur
La pompe à eau électrique haute pression utilise un moteur à induction monophasé à courant alternatif (CA). Le moteur électrique est étroitement couplé à la tête de pompe dans la plupart des pompes à eau électriques à haute pression. Le moteur électrique fournit l'énergie mécanique nécessaire à la rotation de la roue de la pompe.
Corps de pompe
Le corps de pompe abrite les composants internes de la pompe et aide à convertir l'énergie cinétique élevée (transmise à l'eau par la roue) en une hauteur de pression. Les fabricants de pompes à eau électriques à haute pression créent les corps de pompe en fonte ductile, en acier moulé ou en acier inoxydable.
Arbre
L'arbre est un composant mécanique cylindrique rotatif situé au centre de la pompe et reposant sur des roulements. Il supporte la roue et relie le rotor de la pompe au moteur par l'intermédiaire d'un accouplement. Il est généralement fabriqué en acier inoxydable pour résister à la corrosion et aux vibrations mécaniques.
Roue
La roue se compose d'une série d'ailettes incurvées vers l'arrière et est généralement montée sur l'arbre de la pompe. Elle déplace le fluide qui entre par l'entrée de la pompe et sort par la sortie. La roue peut être de type ouvert ou fermé. La roue de type ouvert a des ailettes ouvertes des deux côtés sans carter de protection. En revanche, une roue de type fermé est constituée d'un carénage arrière et d'un carénage avant, qui enferment les aubes, ce qui leur confère une résistance maximale. Elle a un faible besoin en NPSH et est plus efficace.
Figure : Types de roues à flux radial ; a) roue ouverte, b) roue fermée.
Entrée et sortie
L'entrée de la pompe est reliée à la conduite d'eau tandis que la sortie est reliée à la tuyauterie de distribution d'eau domestique.
Dispositifs de détection de pression ou de débit
Les dispositifs de détection de pression et de débit permettent de mesurer la pression et le débit du fluide circulant dans la pompe et de l'ajuster en conséquence.
Figure : Composants d'une pompe à eau électrique à haute pression.
Comment fonctionne une pompe à eau électrique haute pression ?
Une pompe à eau électrique haute pression convertit l'énergie mécanique d'une roue en énergie cinétique, puis en énergie de pression de l'eau. La roue est directement couplée à l'arbre d'entraînement du moteur électrique et tourne au régime du moteur. En tournant, la roue crée un vide à l'intérieur de la pompe, ce qui permet à l'eau de s'écouler dans le corps de la pompe sous la pression atmosphérique externe. Lorsque l'eau frappe les ailettes de la roue, elle reçoit une énergie cinétique élevée et est accélérée vers le corps de la pompe en raison de la force centrifuge agissant sur la roue. Dans le corps de la pompe, la vitesse de l'eau diminue lentement en raison de la réduction progressive de la taille de la voie d'écoulement, et l'énergie cinétique élevée se transforme en une hauteur de pression élevée. Enfin, l'eau quitte le corps de pompe par les sorties de la pompe et entre dans le tuyau de refoulement pour être transférée à l'endroit souhaité.
Figure : Fonctionnement d'une pompe à eau électrique à haute pression
Types de pompes à eau électriques à haute pression
Pompe à eau électrique haute pression auto-amorçante
Il s'agit du type de pompe conçu avec des caractéristiques qui favorisent les capacités d'auto-amorçage. Les fabricants de pompes à eau électriques à haute pression conçoivent la pompe de manière à ce qu'elle dispose d'un réservoir contenant de l'eau pour l'amorçage. La pompe crée un vide à l'intérieur, ce qui déplace l'eau à l'intérieur et donc le mélange d'air et d'eau vers le refoulement. L'air ayant une faible densité par rapport à l'eau, il est expulsé et retourne dans la pompe par gravité. Le processus se répète jusqu'à ce que tout l'air soit expulsé, après quoi le processus de pompage normal commence.
Figure : Pompe à eau électrique haute pression auto-amorçante.
Pompe à eau électrique haute pression à un étage
Une pompe à eau électrique haute pression à un étage n'a qu'une seule roue qui met l'eau sous pression et la déplace à travers la pompe. Il s'agit de la construction la plus simple d'une pompe à eau électrique à haute pression. Elle est moins chère qu'une pompe multicellulaire et sa hauteur de refoulement est relativement plus faible.
Figure : Pompe à eau électrique haute pression à un étage.
Pompe à eau électrique multicellulaire à haute pression
Une pompe à eau électrique multicellulaire à haute pression se compose de plus de deux roues dans différentes chambres de pompe montées en série. L'eau entre dans la première chambre à la pression d'aspiration et, au fur et à mesure qu'elle avance dans les étages suivants, la pression augmente tandis que le débit reste constant. La pompe à eau électrique haute pression multicellulaire peut fonctionner avec un moteur plus petit et gérer une hauteur de pompage et des débits plus élevés que son homologue mono-étagée.
Figure : Pompe à eau électrique multicellulaire à haute pression
Pompe à eau électrique haute pression en acier inoxydable
La pompe haute pression en acier inoxydable se caractérise par une construction complète en acier inoxydable de tous les composants en contact avec le liquide, afin de la protéger contre la corrosion. Elle est généralement conçue pour un montage horizontal, ce qui permet de l'accoupler à un moteur électrique. La pompe est plus facile à installer et à entretenir car l'accouplement à entretoise offre de l'espace pour une opération de maintenance, et les composants internes de la pompe sont facilement accessibles. Elle convient aux applications lourdes car elle peut générer des pressions et des débits de fluide plus élevés. En raison de son orientation horizontale, cette unité est parfaite pour les applications intérieures où l'espace vertical est restreint.
Figure : Pompe à eau électrique haute pression en acier inoxydable.
Applications des pompes à eau électriques à haute pression
Les pompes à eau électriques à haute pression sont largement utilisées dans les applications domestiques, agricoles et industrielles, car elles fournissent une large gamme de pressions et de débits d'eau. Les utilisations typiques des pompes à eau électriques à haute pression sont les suivantes :
- Des pompes à eau électriques à haute pression sont utilisées pour extraire l'eau du réservoir de collecte d'eau/de pluie.
- Ils sont utilisés pour augmenter la pression et le débit de l'eau dans les systèmes d'approvisionnement en eau domestiques, commerciaux et industriels.
- Ils sont utilisés pour augmenter la pression de l'eau en raison de l'insuffisance de l'approvisionnement en eau de ville.
- Ils sont utilisés pour alimenter en eau des appareils industriels qui peuvent nécessiter de grands volumes d'eau à une pression plus élevée pour diverses applications, telles que les blocs de douche, les toilettes portables, etc.
- Ils sont utilisés pour pousser l'eau du sol vers le haut sur plusieurs niveaux.
- Ils sont également utilisés pour augmenter la pression de l'eau dans les systèmes d'irrigation.
- Ils sont également utilisés pour pomper de l'eau à partir d'une autre source d'eau telle qu'une rivière, un étang ou un ruisseau.
Avantages d'une pompe à eau électrique à haute pression
- Les pompes à eau électriques à haute pression ont une construction simple et compacte, nécessitant un espace d'installation relativement réduit.
- Ils sont très fiables et efficaces.
- Ils permettent un fonctionnement sans cavitation.
- Une pompe à eau électrique à haute pression fournit un débit continu et régulier.
- Ils consomment peu d'énergie, ce qui contribue à la conservation de l'énergie.
- Ils sont bon marché et faciles à acquérir.
- Une pompe à eau électrique haute pression peut gérer une large gamme de pressions et de débits.
- Ils n'ont pas de pertes de pression.
- Les coûts du cycle de vie sont faibles en raison des exigences minimales en matière de maintenance.
Inconvénients d'une pompe à eau électrique à haute pression
- La pompe à eau électrique à haute pression nécessite un équilibre strict entre le débit d'eau. Si le débit d'eau dans la canalisation principale dépasse la capacité de la pompe, cette dernière risque de surrégler ou de devenir inefficace.
- La pompe peut se corroder en raison d'une fuite de joint au-dessus du corps de la pompe.
- Les pompes à eau électriques à haute pression sont sujettes à l'endommagement des garnitures mécaniques en raison de l'accumulation de gaz dans la chambre d'étanchéité.
- La pompe peut tomber en panne dans des conditions de charge extrêmes.
Dépannage d'une pompe à eau électrique à haute pression
La pompe ne démarre pas
- Un fusible a sauté ou un disjoncteur s'est déclenché. Vérifier que le fusible de la pompe à eau électrique haute pression n'est pas grillé et le remplacer si nécessaire.
- L'alimentation électrique du panneau est insuffisante. Assurez-vous que la tension et l'intensité de l'alimentation de la pompe correspondent à celles spécifiées dans le manuel du fabricant de la pompe à eau électrique à haute pression.
- Les prises de fusibles sont sales ou corrodées. Inspecter et nettoyer les réceptacles de fusibles si nécessaire.
- La tension est irrégulière en raison de la présence de saletés ou de corrosion au niveau du pressostat. Inspecter le pressostat et le nettoyer de tout débris ou pollution.
La pompe perd son amorçage après le démarrage
- Il y a une quantité excessive d'air dans le liquide. Veillez à localiser les points de fuite d'air et à les colmater, par exemple l'air entrant dans la pompe par les joints d'aspiration.
- La hauteur d'aspiration est trop élevée. Réduire la hauteur d'aspiration en diminuant l'élévation de la pompe ou en augmentant le niveau d'eau.
- Le tuyau d'étanchéité à l'eau est bouché. Nettoyez ou remplacez le tuyau d'étanchéité à l'eau.
La pompe a une faible capacité
- La pompe ou le tuyau d'aspiration n'est pas rempli d'eau. Inspecter le clapet de pied pour vérifier qu'il n'y a pas de fuite et y remédier.
- Il y a de l'air dans la conduite d'aspiration. Veillez à ce que la conduite soit remplie du liquide pompé. Éviter l'aspiration négative en éliminant les conduites concentriques.
- La hauteur de charge totale du système de pompage dépasse la hauteur de charge nominale de la pompe. Mesurez la hauteur de charge de la pompe à l'aide d'un manomètre. Reportez-vous au manuel du fabricant de la pompe à eau électrique haute pression pour connaître la hauteur de charge nominale de la pompe.
- La roue de la pompe est bouchée. Inspectez la roue et retirez les matériaux qui la bouchent.
- La pompe fonctionne en sens inverse. Assurez-vous que le sens de rotation du moteur correspond au sens indiqué par les fabricants de pompes à eau électriques haute pression sur la plaque signalétique de la pompe. Veillez à inverser les polarités du moteur si nécessaire.
La pompe est bruyante ou vibre excessivement.
- Des corps étrangers se trouvent dans la pompe. Démontez la pompe et nettoyez les corps étrangers.
- La pompe contient des éléments déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les éléments.
- La fondation de la pompe n'est pas rigide. Vérifier les vibrations et les creux sur le cadre de base.
- L'ensemble de la pompe est desserré. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de pompes à eau électriques à haute pression.
- La roue est usée. Inspectez les roues et remplacez toute roue usée par une autre du fabricant de la pompe à eau électrique à haute pression.
La pompe surchauffe et se bloque
- La viscosité du liquide est différente de celle du modèle. Assurez-vous que la pompe fonctionne avec le bon fluide en suivant le manuel du fabricant de la pompe à eau électrique à haute pression et la fiche technique du produit.
- Il y a une défaillance mécanique à l'intérieur de la pompe qui provoque une poussée trop importante. Inspectez l'ensemble de la pompe et corrigez les défauts éventuels.
- La pompe n'est pas amorcée. Remplir le corps de la pompe avec de l'eau pour chasser l'air du robinet d'air.
- Les roulements de la pompe sont usés. Inspecter et remplacer les paliers si nécessaire.
- Les pièces rotatives frottent sur les pièces fixes. Démonter la pompe et corriger le montage.
Résumé
Une pompe à eau électrique à haute pression est un type particulier de pompe centrifuge destinée à transporter de l'eau à haute pression et à haut débit d'une source à un réservoir de stockage ou à une sortie d'eau. Elle est conçue pour être alimentée électriquement par un moteur électrique. Les fabricants de pompes à eau électriques à haute pression créent ce dispositif pour résoudre le problème de la faible pression de l'eau dans les systèmes de pompage. Les pompes à eau électriques haute pression utilisent un pressostat ou un régulateur de débit pour maintenir la pression et le débit d'eau souhaités. Certaines variantes de pompes à eau électriques à haute pression sont équipées d'un pressostat qui permet un contrôle plus efficace de la pression de coupure.
Ces pompes conviennent aux applications domestiques, agricoles et industrielles qui nécessitent une alimentation en eau à haute pression et à haut débit. Les pompes à eau électriques à haute pression sont notamment utilisées pour pomper l'eau d'un réservoir de récupération des eaux de pluie et pour augmenter la pression de l'eau dans les systèmes d'irrigation. Les pompes à eau électriques à haute pression sont simples, compactes, très efficaces et fiables. Elles ont également un faible coût de cycle de vie en raison des exigences minimales en matière de maintenance.