Pompa dell'acqua ad alta pressione: principio di funzionamento, tipi, regole di selezione e funzionamento

I residenti dei villaggi suburbani, i cui territori non sono collegati alle reti idriche centrali, risolvono il problema della fornitura d'acqua installando sistemi autonomi. La pompa dell'acqua ad alta pressione svolge un ruolo chiave nel raggiungimento di questo obiettivo. Il suo compito principale è stabilizzare la pressione nel sistema.

Vi parleremo della gamma di pompe dell'acqua offerte sul mercato e dei criteri per scegliere l'attrezzatura. Vi presenteremo i principali produttori del settore. Da noi scoprirete le caratteristiche costruttive delle macchine alla base della suddivisione in tipi.

Per una comprensione chiara delle informazioni, abbiamo integrato il testo con schemi utili, selezioni di foto e guide video.

Scopo e tipi di unità

Indipendentemente da dove viene prelevata l'acqua – da un vicino specchio d'acqua, da un pozzo appositamente costruito, da un pozzo tradizionale – è possibile realizzare una fornitura automatica al terreno con una pompa normale.

Ma per il normale funzionamento degli elettrodomestici, la pressione dell'acqua nel sistema deve essere di almeno 2,5 atmosfere e non superare 6 atmosfere. E questo parametro può essere raggiunto solo mediante l'installazione di un sistema di mantenimento della pressione costante. A questo scopo vengono utilizzate varie opzioni di pompe ad alta pressione per l'acqua.

Quando è necessaria una pompa ad alta pressione?

Il dispositivo per aumentare e mantenere la pressione dell'acqua in un sistema autonomo viene utilizzato quando la pressione è così bassa che non è possibile utilizzare l'acqua per il funzionamento degli elettrodomestici.

L'installazione di una pompa è ammissibile, ma non particolarmente raccomandata per stabilizzare i parametri di pressione nel circuito dell'appartamento, se gli inquilini soffrono di una reale carenza d'acqua.

Questo tipo di pompe per acqua è progettato per aumentare la pressione in un sistema idrico individualmente predisposto, se la potenza della pompa di sollevamento non è sufficiente per garantire una pressione normale.

L'uso del dispositivo sarà utile se la pressione nel sistema non supera 1 – 1,5 atmosfere. Un dispositivo di piccole dimensioni può essere installato sia sulla tubatura generale che sull'uscita verso un singolo apparecchio domestico. Ad esempio, collegandolo al tubo che fornisce acqua allo scaldabagno o alla lavatrice.

Nel primo caso sarà necessario acquistare un dispositivo potente con buone caratteristiche operative, nel secondo ci si può accontentare dell'installazione di una piccola pompa automatica a bassa potenza.

Il funzionamento dell'unità può avvenire tramite:

• Controllo manuale – prevede il funzionamento continuo del dispositivo indipendentemente dal fatto che l'erogazione dell'acqua sia in corso, ma a condizione che lo spegnimento del dispositivo venga effettuato forzatamente a mano. Viene utilizzato nella realizzazione di "pavimenti riscaldati", dove il mantenimento della pressione nei circuiti di riscaldamento al livello desiderato è necessario costantemente.
• Modalità automatica – l'accensione del dispositivo viene effettuata dal sistema automatico, ad esempio quando si apre il rubinetto. Il funzionamento è regolato da uno speciale sensore di flusso: nel momento in cui si chiude il rubinetto, il funzionamento della pompa cessa.

La funzione principale del sistema di regolazione è accendere l'unità quando la pressione diminuisce e spegnerla quando raggiunge il parametro impostato. Infatti, la diminuzione della pressione nella rete e il suo eccessivo aumento danneggiano i giunti dei tubi e hanno un effetto negativo sul funzionamento degli elettrodomestici.

Misure alternative per aumentare la pressione

Tuttavia, l'installazione di una pompa progettata per aumentare la pressione sarà completamente inutile nel caso in cui la fonte abbia una portata ridotta. Non servirà neppure se il sistema viene occasionalmente chiuso. La soluzione ottimale in questa situazione sarà l'impiego di una stazione di pompaggio autoaspirante.

La stazione di pompaggio è completata sulla base della categoria omonima di pompe, dotate o meno di iniettori. Inoltre è integrata con un accumulatore idraulico, destinato all'accumulo di acqua. Esternamente assomiglia a un normale serbatoio, ma all'interno è presente una membrana di gomma con aria. Il set di apparecchiature e dispositivi è controllato dal pressostato dell'acqua.

Durante il funzionamento della stazione in periodi di erogazione ininterrotta dell'acqua, la pompa riempie d'acqua il serbatoio di accumulo, da dove successivamente viene consumata.

L'installazione di una stazione di pompaggio autoaspirante è efficace anche quando al piano seminterrato la pressione è normale, mentre ai piani superiori non c'è affatto.

L'acqua accumulata potrà poi essere utilizzata indipendentemente dalla presenza di acqua nell'impianto, aspetto particolarmente rilevante in caso di frequenti interruzioni della fornitura. Un notevole inconveniente di questi impianti è l'ingombro della struttura a causa del serbatoio idraulico e la rumorosità dell'apparecchiatura durante il funzionamento.

Al posto del serbatoio idraulico si può utilizzare un normale serbatoio di accumulo, in cui l'acqua si accumula durante i periodi di fornitura con pressione normale. Può essere installato su un cavalcavia o sul tetto della casa, e durante le interruzioni si utilizza la riserva.

Uno dei modi per risolvere il problema della mancanza di pressione – l'installazione di un serbatoio di accumulo. Viene posizionato nel punto più alto possibile, spesso in una soffitta coibentata.

Tipi e funzionamento delle pompe ad alta pressione

Prima di decidere di installare un dispositivo di pompaggio booster, è necessario valutare le condizioni della tubazione. Non è escluso che la mancanza di pressione sia dovuta a tubi ostruiti da depositi. Se l'unico modo per uscire dalla situazione difficile è installare un apparecchio, allora vale la pena di approfondire le loro specifiche tecniche.

Il principio di funzionamento delle pompe ad alta pressione, indipendentemente dal tipo di organo di lavoro e dalla struttura, è lo stesso. Durante il funzionamento dell'unità di lavoro, l'apparecchio crea uno spazio di vuoto all'interno della cavità, grazie al quale avviene l'aspirazione dell'acqua.

Grazie alla creazione di uno spazio di vuoto, l'acqua viene «aspirata» dalla sorgente nella camera, quindi, sotto l'azione dell'alta pressione, viene spinta attraverso il tubo di uscita.

In vendita sono presenti modelli di tipo universale, adatti per acqua di qualsiasi temperatura, e quelli che possono essere utilizzati solo in ambiente freddo o solo in ambiente caldo.

A seconda del metodo di raffreddamento del motore in funzione, gli aggregati sono di due tipi: a rotore secco e a rotore bagnato.

Unità a rotore secco

Le modifiche a rotore secco sono difficili da confondere con quelle a rotore bagnato. Hanno una forma asimmetrica con una netta prevalenza verso la parte motrice dell'apparecchio. Il motore è dotato di un dispositivo di raffreddamento a ventola, poiché non viene bagnato dall'acqua durante il funzionamento.

A causa della forma asimmetrica e dello spostamento dell'asse verso il motore, i modelli “a secco” sono dotati di supporti a sbalzo per un fissaggio aggiuntivo alla parete.

Gli apparecchi di pompaggio dotati di rotore secco sono rinomati per l'elevato livello di prestazioni e vengono impiegati quando è necessario rifornire d'acqua grandi superfici.

Grazie al fatto che in questi modelli il motore è separato dalla parte idraulica all'estremità dell'albero da un sigillo a premistoppa, essi durano molto più a lungo dei modelli “bagnati”. È vero, il sigillo, come il cuscinetto volvente, tende a usurarsi e necessita di sostituzione periodica.

Per questo motivo, le unità dotate di rotore a secco richiedono una manutenzione più frequente e una lubrificazione regolare delle parti in attrito. Un altro svantaggio – i dispositivi “a secco” sono rumorosi, quindi il luogo per la loro installazione deve essere attentamente valutato.

Apparecchi a rotore bagnato

Le unità a flusso prevedono il raffreddamento tramite l'acqua pompata. Il rotore del dispositivo è collocato in un ambiente acquatico ed è isolato dallo statore tramite un diaframma impermeabile.

Le unità con rotore bagnato si distinguono per il basso livello di rumore generato. Le pompe di circolazione con rotore bagnato sono progettate per l'installazione di sistemi di riscaldamento, ma sono spesso utilizzate per sistemi di approvvigionamento idrico nel riscaldamento di ambienti residenziali.

I dispositivi di questo tipo hanno una costruzione modulare, grazie alla quale possono essere facilmente smontati in componenti singoli in caso di necessità di sostituzione di un elemento.

I cuscinetti a strisciamento utilizzati nell'assemblaggio della struttura non richiedono manutenzione aggiuntiva. Tuttavia, le pompe “bagnate” hanno una durata inferiore e sono inferiori alle unità “a secco” in termini di pressione generata. Vi sono limitazioni per quanto riguarda la direzione di montaggio – può essere solo orizzontale.

Uno svantaggio significativo delle pompe di questo tipo è la vulnerabilità nel funzionamento con acqua sporca, le cui inclusioni estranee possono danneggiare il dispositivo.

Classificazione in base al metodo di creazione della camera di vuoto

Il meccanismo di funzionamento di questo tipo di dispositivi si basa sul principio dello spostamento. Il processo di aspirazione avviene a causa della variazione delle dimensioni della camera di lavoro. L'entità del vuoto creato dipende direttamente dal grado di tenuta della camera di lavoro.

L'entità del vuoto può essere regolata. In questo modo, la pressione in punti specifici del sistema può aumentare o, al contrario, diminuire.

Le pompe a vuoto nella maggior parte delle configurazioni hanno una forma cilindrica, all'interno del quale è integrato un albero dotato di una girante o un impeller.

L'albero è lo strumento di lavoro principale del meccanismo. La girante dotata di pale esegue movimenti rotatori. Sotto l'azione delle pale in movimento circolare, viene catturato il fluido presente nella camera di lavoro. Con la rotazione si genera una forza centrifuga. È questa forza che porta alla formazione di un anello liquido. Lo spazio vuoto all'interno dell'anello rappresenta il vuoto.

A seconda dei metodi con cui viene creata la camera a vuoto, le pompe ad alta pressione per l'acqua sono centrifughe, vibranti e a vortice.

Dispositivi di tipo centrifugo

Le pompe centrifughe sono il tipo più comune di dispositivi di pompaggio in grado di garantire alta pressione nel sistema. Pompano l'acqua grazie alla rotazione di una girante fissata all'interno di un corpo a spirale. La girante è composta da due dischi collegati tra i quali sono fissate le pale nella direzione opposta al flusso del liquido in ingresso.

Le stazioni centrifughe sono dotate di serbatoi idraulici che garantiscono una riserva d'acqua in caso di carenza e sbalzi di pressione, e di dispositivi di controllo automatico.

Durante la rotazione si genera una forza centrifuga che favorisce lo spostamento dei flussi d'acqua dal centro della camera, spingendoli verso le aree più lontane. Di conseguenza, il livello di pressione al centro della girante rotante diminuisce e l'acqua inizia a fluire all'interno della carcassa.

I dispositivi centrifughi nella maggior parte delle versioni sono dotati di accumulatori idraulici. Sono collegati alle tubazioni di mandata tramite raccordi di diversi diametri.

Se il volume del serbatoio idraulico della stazione di pompaggio è insufficiente, essa può essere utilizzata come unità che fornisce acqua a un serbatoio di accumulo.

L'attrezzatura di tipo centrifugo è in grado di garantire un'alimentazione idrica ininterrotta ad alta pressione. L'unica condizione di funzionamento è che all'avvio dell'unità sia necessario riempire la carcassa d'acqua. La variante centrifuga presenta dei limiti: non può pompare acqua da profondità superiori a 8 metri, ma come aggiunta in un sistema di aumento della pressione composto da più pompe e accumulatori è perfettamente adatta.

Pompe elettromagnetiche vibranti

Il principio di funzionamento delle pompe a vibrazione si basa sulla capacità di un magnete, grazie all'azione della corrente alternata, di attrarre e poi rilasciare alternativamente il tandem ancora-pistone. Cambiando la polarità, l'ancora compie movimenti alternati. Nel giro di un secondo, la posizione dell'ancora può cambiare diverse decine di volte.

Grazie all'assenza di parti rotanti nei dispositivi elettromagnetici a vibrazione, sono considerati i più affidabili e durevoli.

A seguito delle vibrazioni, l'acqua viene prima aspirata nella camera di lavoro, poi espulsa attraverso la valvola nel tubo di mandata. L'unità vibrante può funzionare in coppia con una pompa centrifuga o pressurizzare una scorta d'acqua in un serbatoio di accumulo.

Modelli di pompe a vortice

Nella cavità del corpo di tali unità si trova un disco piatto dotato di pale fissate radialmente. La rotazione della ruota con le pale periferiche crea il vuoto.

Sotto l'azione della rotazione del disco, il liquido entra in una cavità appositamente predisposta del corpo, poi, dopo aver attraversato la camera, viene espulso all'esterno.

I dispositivi a vortice sono rinomati per l'elevata forza di aspirazione. Non temono la presenza di bolle d'aria nell'acqua. Ma sono vulnerabili alla presenza di particelle sospese nel liquido e quindi hanno un campo di applicazione limitato. Poiché i dispositivi a vortice si rompono rapidamente durante il pompaggio di acque sporche, non è consigliabile utilizzarli per la realizzazione di pozzi sabbiosi e pozzi.

Principali produttori e modelli popolari

Tra i marchi globali testati che godono della maggiore popolarità, vale la pena evidenziare:

• «Grundfos» – azienda danese che punta su pompe con sistema di lavoro a circolazione, caratterizzate da volumi ridotti.
• «CatPumps» – la peculiarità delle apparecchiature prodotte con questo marchio è la bassa pulsazione dei meccanismi a pressione massima elevata.
• «Wilo» – il gruppo tedesco è specializzato nella produzione di stazioni di pompaggio compatte dotate di accumulatori idraulici integrati.
• «Sprut» – la peculiarità delle pompe per aumento di pressione di questo marchio è il requisito di purezza e temperatura dell'acqua.

I produttori sopra elencati realizzano i propri prodotti con tecnologia collaudata, che garantisce l'affidabilità delle apparecchiature di pompaggio. Sono dotati di protezione da sovraccarico, ciclicità e 'marcia a secco'.

Il range di prezzo dei modelli di pompe a bassa potenza varia tra 30-50 u.c. Campioni più performanti, dotati di sistema automatico, possono essere acquistati intorno a 70-100 u.c. Le stazioni di pompaggio costeranno tra 80-150 u.c.

Le unità compatte e leggere sono comode da utilizzare sia per l'allestimento di un sistema di approvvigionamento idrico individuale, sia per l'uso in appartamento.

Tra i modelli della fascia di prezzo media, si sono ben affermati:

• «Sprut 15WBX-8» – struttura singola con rotore a secco, ha una portata di 480 l/h con una potenza assorbita di 90 W. Un piccolo apparecchio leggero e compatto viene installato direttamente sul tubo.
• «Euroaqua 15WB-10» – apparecchio elettrico a vortice che gestisce facilmente liquidi contenenti aria o gas.
• «Cristal 15GRS-10» – il modello è noto per il basso consumo energetico e l'alta efficienza, e si distingue per la capacità di riscaldare il flusso d'acqua fino a 65 gradi.

Non conviene risparmiare e acquistare imitazioni cinesi. I tecnici non si assumono la loro riparazione. I produttori senza scrupoli le assemblano in modo tale che il guasto di un singolo componente porti immediatamente alla necessità di sostituire completamente l'apparecchio.

Caratteristiche della scelta dell'attrezzatura

Quando si sceglie una pompa per garantire la pressione, bisogna considerare una serie di parametri.

Determinazione della portata dell'unità

Questo parametro dipende dal compito affidato alla pompa e dalla portata d'acqua necessaria. Nel calcolare il consumo totale di acqua si tengono conto delle esigenze domestiche e igieniche, basandosi sui valori complessivi della portata massima di tutti i punti di consumo funzionanti nell'unità di tempo.

Per determinare il rapporto tra portata e prevalenza dell'apparecchio aiuta il grafico che la maggior parte dei produttori fornisce nel manuale delle pompe.

La potenza delle pompe della fascia di prezzo media è sufficiente per aumentare la pressione di almeno 1-1,5 atmosfere. Se ciò non basta, il sistema viene integrato con pompe booster o riduttori di pressione stabilizzanti.

Un'opzione economica per aumentare la pressione – installazione di un riduttore nel punto di ingresso dell'impianto in casa o nell'appartamento. Il dispositivo stabilizza automaticamente la pressione nel circuito.

Nella scelta dell'apparecchio bisogna anche considerare che la portata del dispositivo di pompaggio non superi la portata del pozzo. Altrimenti, con un rapido svuotamento della fonte e un suo riempimento tardivo, l'apparecchio funzionerà a secco, e ciò può portare al suo guasto.

Prevalenza raccomandata del dispositivo

Questo parametro indica il valore dell'altezza in metri a cui l'apparecchio è in grado di sollevare l'acqua. Nel determinare la prevalenza richiesta, si devono considerare la distanza di mandata dell'acqua in orizzontale e le normali perdite di carico durante il trasporto lungo la tubazione.

Se questo parametro viene calcolato con una formula semplificata, il suo valore viene considerato pari a un decimo della lunghezza totale del tratto orizzontale. Ad esempio, un decimo della lunghezza del tubo flessibile collegato alla pompa per l'irrigazione delle piante.

Ad esempio, nella realizzazione di un pozzo profondo 10 metri per fornire acqua a una casa situata a 12 metri dal punto di presa, con l'acqua sollevata a un'altezza di 4 metri da terra, la prevalenza della pompa viene calcolata sommando i valori: 10+4+(12:10)=15,2 metri.

Tuttavia, per ottenere calcoli più precisi, è necessario considerare anche il diametro della tubazione e le perdite di carico durante il sollevamento dell'acqua attraverso i tubi, nonché il suo passaggio attraverso curve e giunzioni. Infatti, con una prevalenza insufficiente, la pressione all'uscita sarà bassa. Per questo motivo, nella realizzazione di sistemi di presa d'acqua, si scelgono pompe in grado di mantenere la pressione nel sistema entro 2-6 bar.

Non è consigliabile scegliere pompe con prestazioni più elevate per esigenze domestiche, poiché creando carichi maggiori potrebbero causare un'usura rapida delle tubazioni e degli apparecchi idrosanitari.

Nella scelta dell'apparecchiatura è opportuno considerare anche:

• l'intervallo di temperature operative;
• il livello di rumore generato durante il funzionamento.

Sono disponibili sul mercato modelli elettrici e apparecchi a combustibile liquido. I primi sono alimentati solo dalla rete elettrica. Possono essere bifase o trifase. I secondi sono dotati di motore a combustione interna. Come carburante utilizzano gasolio o benzina.

La presenza di un sistema automatico aumenta notevolmente il costo dell'apparecchiatura. Tuttavia, l'elevato prezzo dei meccanismi automatizzati con un alto livello di protezione elettrica viene completamente ripagato, poiché i dispositivi di questo tipo reagiscono in modo più preciso ai cambiamenti di situazione e consumano meno elettricità.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video recensione della pompa per aumentare la pressione:

Opzione di realizzazione del sistema utilizzando un impianto che aumenta la pressione dell'acqua:

L'assortimento di apparecchiature per pompe è disponibile sul mercato in un'ampia gamma. Ma gli esperti consigliano di acquistarle in negozi specializzati. Lì aiuteranno a scegliere l'opzione ottimale in base alle condizioni tecniche dell'immobile e forniranno assistenza in garanzia, aspetto particolarmente rilevante per l'acquisto di apparecchiature costose.

Vuole raccontare come ha scelto una pompa ad alta pressione, o l'uso pratico di questo tipo di apparecchiatura? Scriva, per favore, nella sezione commenti qui sotto. Qui può anche fare domande o condividere fatti interessanti.