Pompe de surpression d'eau
Qu'est-ce qu'une pompe de surpression ?
Une pompe de surpression est un type de pompe centrifuge permettant d'augmenter la pression et le débit de l'eau dans les systèmes d'approvisionnement en eau. De nombreux facteurs contribuent à la diminution de la pression de l'eau, notamment la gravité qui ralentit le fluide, l'altitude, les problèmes de plomberie, la distance par rapport à la source d'eau et la faible pression des systèmes locaux d'approvisionnement en eau. La pompe de surpression d'eau aide à résoudre le problème de la faible pression de l'eau en fournissant l'impulsion supplémentaire nécessaire pour augmenter la pression et le débit de l'eau au niveau souhaité. Elle fonctionne avec d'autres pompes dans les systèmes de pompage existants, car elle ne peut pas pousser l'eau jusqu'à la zone ou la hauteur ciblée. Les pompes de surpression sont parfaites pour les systèmes d'approvisionnement en eau peu polluants. Elles sont utilisées dans les habitations privées et résidentielles pour générer suffisamment de pression afin d'acheminer l'eau d'un réservoir de stockage vers les robinets, les pommes de douche, etc. De nombreuses applications militaires, municipales, commerciales et industrielles utilisent également des pompes de surpression.
Figure : Illustration de la configuration d'une pompe de surpression d'eau
Composants d'une pompe de surpression d'eau
Moteur
La pompe de surpression d'eau fonctionne avec de petits moteurs à induction monophasés à courant alternatif (CA). La fonction première du moteur électrique est de fournir l'énergie mécanique nécessaire à la rotation de la roue de la pompe. Le moteur électrique est étroitement couplé à la tête de pompe dans la plupart des pompes de surpression d'eau.
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 de surpression créent les corps de pompe en fonte ductile, en acier moulé ou en acier inoxydable duplex.
Arbre
L'arbre est un composant mécanique rotatif situé au centre de la pompe et monté sur des roulements. Il supporte la roue et relie le rotor de la pompe au moteur par l'intermédiaire d'un accouplement.
Roue
La roue déplace le fluide qui entre par l'entrée de la pompe et sort par la sortie. Elle se compose d'une série d'aubes incurvées vers l'arrière et peut être de type ouvert à écoulement radial ou de type fermé à écoulement radial.
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 de surpression d'eau
Comment fonctionne une pompe de surpression d'eau ?
En fonctionnement, la roue de la pompe est alimentée mécaniquement par un moteur électrique. La roue est directement couplée au moteur électrique par l'intermédiaire d'un arbre et tourne au régime du moteur. Lorsque l'eau provenant de la conduite d'alimentation 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.
Types de pompes de surpression d'eau
Pompe de surpression d'eau à aspiration en bout
Une pompe de surpression d'eau à aspiration en bout se caractérise par une conduite d'aspiration axiale et une sortie de refoulement orientée à 90 degrés par rapport à la conduite d'aspiration. Elle peut être à accouplement long (accouplement et moteur séparés) ou à accouplement étroit (le moteur se trouve dans la même unité que la pompe). Les fabricants de pompes de surpression d'eau conçoivent généralement les pompes à aspiration en bout pour un montage horizontal. Il s'agit de la conception la plus courante des pompes de surpression d'eau, avec une construction compacte et un fonctionnement simple.
Figure : Pompe de surpression d'eau à aspiration finale.
Pompe de surpression d'eau en ligne
Une pompe de surpression d'eau en ligne contient les buses d'aspiration et de refoulement reposant dans une ligne droite de tuyauterie ou en ligne l'une avec l'autre à l'intérieur d'un corps de pompe. Le sens d'écoulement du fluide ne change pas à l'intérieur des pompes de surpression d'eau en ligne. Les pompes de surpression d'eau sont généralement conçues comme des pompes centrifuges monoétagées à aspiration unique. Les pompes de surpression d'eau en ligne sont généralement installées le long de la canalisation comme des vannes. Elles sont petites et occupent moins d'espace au sol.
Figure : Configuration d'une pompe de surpression d'eau en ligne.
Pompe de surpression d'eau avec réservoir d'explosion
Ce type de pompe de surpression d'eau est accompagné d'un réservoir d'expansion appelé réservoir hydropneumatique afin d'améliorer le système de surpression. Le réservoir fournit un espace supplémentaire pour l'eau lorsqu'il se dilate, évitant ainsi à la pompe de surpression de se mettre en marche et de s'arrêter à chaque fois que le robinet est ouvert. Le réservoir d'explosion contient l'eau de rabattement, qui s'écoule du réservoir avant que la pompe ne se remette en marche. Cette pompe est utilisée dans les puits privés pour réduire les cycles de pompage et augmenter considérablement la pression de l'eau.
Figure : Configuration d'une pompe de surpression d'eau avec un réservoir d'explosion.
Pompe de surpression horizontale pour l'eau
L'arbre d'une pompe de surpression d'eau horizontale est orienté horizontalement dans le corps de la pompe. La pompe de surpression d'eau horizontale peut être accouplée en toute sécurité à différents moteurs d'entraînement tels que les moteurs électriques, les turbines et les moteurs à carburant. La hauteur d'élévation requise est faible ; elle convient donc aux applications intérieures où l'espace vertical est limité. Ce type de pompe de surpression est souvent simple à entretenir car les pièces sont facilement accessibles. Cependant, une pompe de surpression horizontale prend plus de place au sol, et les températures et pressions de travail sont relativement plus basses que celles d'une pompe de surpression verticale en ligne.
Figure : Configuration d'une pompe de surpression d'eau horizontale.
Pompe verticale de surpression d'eau
La pompe de surpression d'eau verticale contient un arbre de pompe orienté verticalement, qui est fendu radialement et en porte-à-faux. Elle convient aux applications dans des espaces confinés car elle est peu encombrante. Elle peut traiter de l'eau à des températures et des pressions plus élevées que son homologue horizontale. Cependant, la conception de l'arbre en porte-à-faux est problématique en cas de pression d'aspiration élevée, car il est difficile d'équilibrer la poussée axiale.
Figure : Configuration d'une pompe verticale de surpression d'eau.
Applications de la pompe de surpression d'eau
Les fabricants de pompes de surpression développent des unités destinées à augmenter la pression de l'eau pour toutes les applications domestiques, telles que les douches et les robinets de salle de bains, ainsi que pour les systèmes industriels et les applications commerciales, telles que les blocs-douches, les toilettes portables et les hôtels. Ces pompes sont des composants essentiels de divers systèmes d'ingénierie de l'eau.
- Les pompes de surpression sont utilisées pour augmenter la pression et le débit de l'eau dans les systèmes d'approvisionnement en eau domestiques, commerciaux et industriels.
- Elles sont utilisées comme pompes de surpression circulaires dans les salles de bains pour l'eau froide et l'eau chaude.
- Ils sont utilisés dans les maisons pour augmenter le débit d'un puits à faible récupération vers un réservoir de stockage.
- Ils sont utilisés dans les systèmes d'alimentation en eau à pression constante.
- Ils sont également utilisés pour l'irrigation et le drainage des terres agricoles.
- Elles s'appliquent également à l'approvisionnement en eau et au drainage des centrales électriques.
- Elles sont utilisées comme pompes à eau pour soutenir l'équipement de lutte contre l'incendie.
Avantages de la pompe de surpression d'eau
- Les pompes de surpression d'eau ont une construction simple et compacte, nécessitant un espace d'installation relativement réduit.
- Ils sont raisonnablement économes en énergie parce qu'ils ne fonctionnent pas en permanence et se mettent en marche lorsque l'utilisateur ouvre le robinet pour augmenter la pression de l'alimentation en eau.
- Ils sont très fiables et efficaces.
- Ils n'ont pas de pertes de pression.
- Ils ont un faible coût de cycle de vie en raison des exigences minimales en matière de maintenance.
- La pompe peut gérer une large gamme de pressions et de débits.
- Ils permettent un fonctionnement sans cavitation.
- Ils fournissent un flux continu et régulier.
Inconvénients d'une pompe de surpression d'eau
- La pompe de surpression d'eau nécessite un équilibre strict entre le débit d'eau
Si le débit d'eau dans la canalisation principale dépasse la capacité de la pompe de surpression, celle-ci risque de surrégler ou de devenir inefficace.
- Les pompes à pression d'eau sont sujettes à des problèmes de garnitures mécaniques en raison de l'accumulation de gaz dans la chambre d'étanchéité, qui endommage les garnitures mécaniques.
- Une fuite de joint au-dessus du corps de la pompe peut entraîner la corrosion de la pompe.
Dépannage d'une pompe de surpression d'eau
La pompe ne démarre pas
- Il y a un défaut dans le câblage de la pompe, par exemple des connexions desserrées ou un câblage cassé. Inspectez et réparez les connexions desserrées ou remplacez les fils cassés.
- Le disjoncteur est ouvert ou le fusible est grillé. Vérifiez que le fusible de la pompe de surpression d'eau n'est pas grillé et remplacez-le si nécessaire. Fermez le disjoncteur.
- 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.
- Les prises de fusibles sont sales ou corrodées. Inspecter et nettoyer les réceptacles de fusibles 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 de surpression d'eau.
La pompe surchauffe et s'arrête
- La tension du moteur ne correspond pas à la tension d'alimentation. Vérifier la tension d'alimentation du moteur par rapport à la tension spécifiée par le fabricant de la pompe de surpression d'eau sur la plaque signalétique.
- La roue entre en collision avec le corps de la pompe ou ne tourne pas librement. Démontez la pompe et alignez correctement la roue.
- La poussée est trop importante en raison d'une défaillance mécanique à l'intérieur de la pompe. Inspecter l'ensemble de la pompe et corriger les défauts éventuels.
- Le moteur n'est pas équipé de fils de la bonne taille. Consultez les codes nationaux de l'électricité pour obtenir un guide utile sur les dimensions correctes des fils et les dispositifs de protection des circuits.
- Les roulements de la pompe sont usés. Inspecter et remplacer les paliers si nécessaire.
- La pompe fonctionne à très faible capacité. Assurez-vous que la pompe fonctionne à la capacité nominale, conformément au guide de la pompe de surpression d'eau.
La pompe vibre ou produit trop de bruit
- L'ensemble de la pompe est desserré. Serrez les composants de la pompe au couple recommandé par les fabricants de pompes de surpression d'eau.
- La pompe à turbine verticale comporte des éléments déséquilibrés. Inspecter et rééquilibrer les éléments.
- Présence de corps étrangers dans la roue. Ouvrez et nettoyez la pompe pour éliminer les corps étrangers.
- Les fondations de la pompe de surpression d'eau ne sont pas rigides. Vérifier les vibrations et les creux sur le cadre de base.
- L'arbre de la pompe est plié. Démonter et inspecter ou remplacer la pompe.
- Les roues sont très usées ou défectueuses. Si nécessaire, inspectez les roues et remplacez toute roue usée par une autre du fabricant de la pompe de surpression d'eau.
L'entraînement de la pompe est surchargé
- Le moteur présente des défauts, tels qu'une mauvaise ventilation, un mauvais positionnement, etc. Inspectez le moteur électrique et effectuez les réparations nécessaires.
- La vitesse de rotation de la pompe est trop élevée. Réduire la vitesse de rotation de la pompe.
- La densité ou la viscosité du produit est trop élevée. Assurez-vous que la pompe est adaptée à l'application.
- Le presse-étoupe est trop serré. Desserrer les écrous des presse-étoupe au couple recommandé par le fabricant de la pompe de surpression d'eau.
- Frottement mécanique à l'intérieur de la pompe. Réparer toute obstruction ou déviation.
Résumé
Une pompe de surpression est un type de pompe centrifuge qui permet d'augmenter la pression et le débit de l'eau dans les systèmes d'approvisionnement en eau. Elle crée l'impulsion supplémentaire nécessaire pour augmenter la pression et le débit de l'eau au niveau souhaité, ce qui permet de résoudre le problème de la faible pression de l'eau, qui peut être due à la gravité, à une altitude plus élevée ou à des problèmes de plomberie, entre autres raisons. Les pompes de surpression fonctionnent avec d'autres pompes dans les systèmes de pompage parce qu'elles ne peuvent pas transporter l'eau à la zone ou à la hauteur voulue de manière indépendante. Elles sont principalement utilisées pour augmenter la pression de l'eau dans les applications domestiques, résidentielles et commerciales. Les fabricants de pompes de surpression d'eau proposent différents modèles, tels que des pompes à aspiration en bout, des pompes en ligne et des configurations horizontales et verticales. La pompe de surpression d'eau est également disponible avec un réservoir d'explosion, ce qui empêche le dispositif de se mettre en marche et de s'arrêter à chaque fois que le robinet est ouvert. Les pompes de surpression d'eau nécessitent un espace d'installation relativement réduit et sont raisonnablement économes en énergie.