Sélection et installation d’une pompe de forage

Points d’article

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• Définition des paramètres
• Exemple de calcul
• Si la puissance est trop élevée
• Installation et mise en service de la pompe
• Protection de la pompe de fond
• Glossaire des termes

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Malheureusement, sans type de pompe, il y a autant de pannes et de pannes qu’avec les pompes de forage submersibles domestiques. La raison n’est pas dans la qualité de l’équipement, mais dans le fait que le projet et la sélection ne sont pas effectués par des concepteurs professionnels, mais par les propriétaires de maisons privées eux-mêmes ou par du personnel insuffisamment qualifié des organisations d’installation.

Comment, par exemple, un non-spécialiste sait-il que le moteur d’une pompe sélectionnée avec une grande marge peut brûler si la pompe n’est pas amenée dans la plage de fonctionnement pendant l’installation et la configuration du système?.

Nous espérons que cet article aidera les lecteurs à éviter de telles erreurs..

Définition des paramètres

Dans tous les cas, pour la sélection correcte de la pompe, il est tout d’abord nécessaire de déterminer ses paramètres de fonctionnement – débit (Q) et hauteur (H).

La consommation d’eau requise est déterminée à partir de la productivité totale de tous les points d’eau de l’objet, en tenant compte de la probabilité de leur utilisation simultanée.
Dans un calcul simplifié, vous pouvez utiliser les taux de consommation d’eau suivants pour les appareils de plomberie:
– lavabo – 60 l / h, – réservoir affleurant – 83 l / h, – évier – 500 l / h, – douche – 500 l / h, – salle de bain – 300 l / h, – robinet d’arrosage – 1080 l / h.

L’arrosage des pelouses et des plates-bandes nécessite 3 à 6 m3 d’eau par m2, tandis que la consommation dépend également de la méthode d’irrigation et de l’intensité de l’irrigation. Le sauna ou le bain nécessitera environ 1000 l / h.

Pour calculer la pression requise, la formule est utilisée:

Htr = Hgeo + S + Hsvob, où

Ngeo – la hauteur de l’entrée du pipeline dans le bâtiment par rapport au niveau d’eau dynamique dans le puits (l’expression numérique du niveau dynamique doit être présente dans le certificat de puits);
S est la somme des pertes de charge par frottement dans la canalisation et des résistances locales (raccords, raccords, filtres, etc.);
Нsvobod – la pression qui doit être créée à l’entrée du bâtiment, avec le calcul de la fourniture au point d’eau le plus éloigné et le plus haut situé de 0,5 atm.

Les paramètres du puits sont d’une importance fondamentale pour l’utilisateur car ils sont utilisés pour calculer la hauteur de refoulement et les performances requises de la pompe sélectionnée. Les foreurs doivent indiquer des paramètres tels que le niveau statique, le niveau dynamique, le débit du puits dans le certificat de puits. Ces données sont déterminées expérimentalement par l’organisme qui a réalisé les travaux de forage. Evidemment, les résultats du calcul s’avéreront incorrects si, lors de la détermination du niveau dynamique du puits, une pompe de puissance manifestement inférieure à celle nécessaire pour alimenter l’installation conformément aux demandes du consommateur. Et bien qu’il soit difficile pour l’utilisateur de s’attendre à obtenir rapidement un passeport officiel pour un puits artésien (il s’agit d’un document d’État qui nécessite de nombreux permis et approbations), il est nécessaire d’exiger la soumission de données détaillées sur le puits ainsi que l’acte de travail effectué, y compris en se renseignant sur la puissance de la pompe qui a été pompée eau lors de la détermination du niveau dynamique. Lors de la conclusion d’un contrat pour des travaux de forage, vous devez faire attention à la disponibilité d’une licence de l’entrepreneur. À la fin des travaux, seules les entreprises sérieuses donnent toujours au client une garantie et un passeport de puits détaillé, où toutes les caractéristiques mentionnées sont clairement indiquées, ainsi que le diamètre de la colonne de tubage, la liste des sols passés, des informations sur l’essai de pompage du puits, etc. – jusqu’à la marque de pompe et à la profondeur d’installation recommandées.

Les paramètres des Q et H requis pour les équipements supplémentaires (jacuzzi, laveuse, sprinklers, « sprinklers », etc.) sont spécifiés par les fabricants. Lors de l’installation des filtres de traitement de l’eau, les pertes de charge (généralement environ 2 atm) et la consommation d’eau pour les laver sont prises en compte. Pour la piscine, seul le temps de remplissage est indiqué.

Exemple de calcul

Donnée initiale:

Il est nécessaire de fournir de l’eau à une zone périurbaine avec un chalet de deux étages (une cuisine, deux salles de bain et une douche avec hydromassage nécessitent un débit de 1 m3 / h et une pression de 4-5 atm.), Un garage, une maison pour le personnel de service (contient une salle de bain), un bain public, une piscine de 45 m3, irrigation du territoire, système de traitement des eaux. Une famille de quatre et deux membres du personnel réside en permanence sur le site. Un puits de 80 m de profondeur a été foré pour l’alimentation en eau du site; diamètre du boîtier – 150 mm; niveau statique – 46 m; niveau dynamique – 50 m; débit mesuré pendant le pompage – 3,5 m3 / h.

Calcul:

En tenant compte des taux de consommation d’eau (voir en début d’article), on obtient la consommation totale et la pression des consommateurs:
Qtot = 500 + 3 ґ (60 + 83 + 500) + 1000 + 1000 + 2 ґ 1060 = 6500 l / h = 6,5 m3 / h
Нтр = 50 + 8 + 20 + 2 + 30 = 110 m

En raison de l’impossibilité et du caractère inapproprié d’utiliser tous les robinets à la fois, le débit requis peut être déterminé à 5 m3 / h.
Les données calculées sont satisfaites par la pompe avec (Q = 5 m3 / h, H = 120 m); sa caractéristique est représentée sur la fig. 1.

Cela garantit une consommation suffisante pour la cuisine, une salle de bain et l’arrosage. (On suppose que les propriétaires n’utiliseront pas les bains publics et ne prendront pas la salle de bain, se laveront sous la douche et rempliront la piscine en même temps que l’arrosage de la zone avec les deux robinets) et rendra le fonctionnement de la pompe submersible plus stable, et le système flexible et indépendant (avec l’aide d’une pompe supplémentaire, vous pouvez toujours obtenir une haute pression à tout point d’analyse). La piscine se remplira la nuit. Dans ce cas, à l’aide de la vanne sur la tête, la pompe doit être « étranglée » (créer une résistance supplémentaire) afin que lors du remplissage de la piscine, le débit ne dépasse pas le débit autorisé – 6,5 m3 / h.

Si la puissance est trop élevée

Fig. 1. Caractéristiques de performance d’une pompe correctement dimensionnée.

L’auto-sélection d’une pompe par un client ayant des exigences excessives en débit et en hauteur conduit souvent au choix d’une pompe avec trop de puissance. Comme déjà mentionné, lors de l’installation d’un modèle surpuissant, des complications sont possibles..

Premièrement, étant donné qu’avec un tel choix, le débit nominal dépasse considérablement la demande moyenne en eau, la pompe fonctionnera dans un mode marche / arrêt fréquent. Les fabricants autorisent jusqu’à 30 démarrages de pompe par heure, mais seulement pendant une heure par jour, avec une limitation générale de 60 cycles par jour. Dans tous les cas, une mise en marche fréquente affecte négativement la durée de vie du moteur électrique et des automatismes de démarrage. Pour éviter cela, vous devrez installer un grand réservoir à diaphragme.

Deuxièmement, avec une puissance de pompe surestimée, la pression de l’eau à l’entrée de la maison sera surestimée. Au moment du démarrage d’une telle pompe, de forts chocs hydrauliques se produiront inévitablement. Certains raccords peuvent simplement ne pas être conçus pour une telle pression (lave-vaisselle et lave-linge, mélangeurs), une installation supplémentaire de réducteurs de pression sera nécessaire pour réduire la pression.

Fig. 2. La pompe ne correspond pas correctement: le point de fonctionnement est décalé vers la droite.

Troisièmement, lors du remplissage de la piscine, la pompe fonctionnera sur le «tuyau ouvert» sans créer de pression. Dans de telles conditions, il y a un grand débit d’eau à pression minimale. Le point de fonctionnement de la pompe se décale sur la courbe caractéristique vers la droite, dans une zone qui ne correspond pas à la zone de fonctionnement de la pompe (Fig. 2). La puissance sur l’arbre sera maximale, et avec un fonctionnement prolongé dans ce mode, le moteur échouera..

La conséquence de l’utilisation d’une pompe d’une capacité écrasante sera une augmentation générale du coût de l’ensemble du système, causée par l’utilisation d’équipements électriques, de matériaux et de raccords plus puissants avec une pression de service admissible élevée, une augmentation des diamètres de la canalisation et du puits, ainsi qu’une augmentation du coût du traitement de l’eau..
Si le débit nominal de la pompe dépasse le débit du puits, il est nécessaire d’installer une protection supplémentaire pour «marche à sec». L’étranglement et le réglage de la pompe entraîneront une consommation d’énergie excessive.
En d’autres termes, tout en garantissant la possibilité d’utiliser simultanément tous les points d’eau en installant une pompe surpuissante, le coût du système d’alimentation en eau augmente. Dans le même temps, la consommation réelle d’eau sera beaucoup plus faible.

Par conséquent, bien que le choix final restera toujours avec le client, il est moins cher et plus correct de choisir une pompe en tenant compte des besoins réels et avec l’aide de spécialistes. Il est possible de satisfaire les exigences de l’utilisateur pour le système d’alimentation en eau, sous réserve des règles d’installation et de fonctionnement, en choisissant la pompe optimale dans cette situation avec une caractéristique de fonctionnement plate.

Pour un système d’alimentation en eau, une pompe peut être sélectionnée à partir de l’exemple ci-dessus (Fig. 1). Dans la zone des débits possibles (de 4 à 8 m3 / h), la courbe de la pression en fonction du débit pour ce modèle a une forme plate, c’est-à-dire qu’à de faibles débits d’eau, il n’y aura pas trop d’augmentation de pression. Dans le même temps, une certaine marge admissible lors du calcul de la consommation d’eau exclura la possibilité de pénuries d’eau.

Installation et mise en service de la pompe

Dans tous les cas, quelle que soit la pompe choisie, lors de l’installation, il est nécessaire d’ajuster son point de fonctionnement dans tous les modes de fonctionnement possibles. Lors de la mise en service, le débit fourni doit être mesuré (déterminé par le taux de remplissage de tout conteneur de volume connu, par exemple un baril), la pression créée (en fonction du manomètre sur la tête) et le courant consommé (mesuré avec des pinces de courant).

Les caractéristiques obtenues sont vérifiées par rapport à la fiche technique de la pompe conformément au catalogue. Si les paramètres de fonctionnement sont dépassés (en règle générale, une certaine réserve de marche est fournie, par exemple pour l’installation ultérieure de filtres), il est nécessaire de fermer la vanne à la sortie du puits, de créer une résistance locale supplémentaire suffisante pour établir le point de fonctionnement correct – le milieu de la caractéristique Q (H).

L’installation, ainsi que la sélection de la pompe, doivent être effectuées par des spécialistes formés, l’entreprise d’installation doit avoir une licence pour installer cet équipement.

Protection de la pompe de fond

Avant de choisir et d’acheter une pompe, il est nécessaire d’obtenir des informations précises sur la tension d’alimentation de l’installation. Ceci est particulièrement important lors du choix d’une pompe importée. Tous les équipements fournis depuis l’étranger répondent tout d’abord aux normes industrielles du pays d’origine. Ainsi, pour toutes les pompes allemandes, l’écart de tension admissible dans le réseau électrique par rapport à la valeur nominale est de +6 à -10%. Malgré toutes les protections intégrées, la pompe n’est pas conçue pour fonctionner à partir d’un réseau avec une tension inférieure à 200 V, tous les abaissements et surtensions possibles affecteront négativement la durée de vie du moteur électrique. Ici, il est nécessaire de prévoir une protection de tension réglable dans le cadre de l’armoire de commande, et pour les pompes triphasées également contre les modes de fonctionnement non phase. Il n’est pas recommandé d’installer de puissantes pompes monophasées. Le courant de démarrage d’un moteur de 2,2 kW peut dépasser le courant nominal de 4,4 fois! Pour stabiliser la tension dans la plage de fonctionnement avec de telles surtensions, un stabilisateur avec une réserve de marche quintuple sera nécessaire (plus précisément, le choix sera fait par les fabricants de stabilisateurs). Parfois, il est moins coûteux pour l’utilisateur de fournir une alimentation électrique de 380 V dans l’installation que le fonctionnement correct d’une pompe monophasée.

Selon les statistiques, environ 85% des pannes se produisent précisément avec la partie électrique de la pompe. La raison principale est la fermeture tour à tour des enroulements du stator en raison d’une surchauffe due à une surcharge hydraulique, ou lors d’un fonctionnement à tension faible ou à variation brusque. Les deux peuvent être évités avec une protection adéquate contre les surintensités. Un démarreur conventionnel avec protection contre les surintensités le fait très bien, mais certains installateurs oublient de s’ajuster à la valeur de courant requise. Le résultat d’une telle négligence est facile à calculer: vous devrez payer pour soulever la pompe du puits, la réparer (le prix d’un nouveau moteur), pour redescendre la pompe et la mettre en service. Le montant peut dépasser le coût d’une nouvelle pompe.

Glossaire des termes

Tête – surpression générée par la pompe.

Consommation – le volume d’eau de la pompe de transfert par unité de temps.

Point de fonctionnement – le point d’intersection de la courbe des caractéristiques de la pompe Q (H) avec la caractéristique de résistance de la canalisation SQ2, correspondant aux valeurs efficaces de la pression et du débit lors du fonctionnement sur un système d’alimentation en eau spécifique.

Throttling – création d’une résistance supplémentaire dans la canalisation de refoulement.

Caractéristique de fonctionnement – graphique de la dépendance des paramètres de fonctionnement de la pompe – hauteur et débit Q (H).

Puissance de l’arbre – puissance absorbée par la pompe

Niveau statique – niveau d’eau constant dans le puits

Niveau dynamique – le niveau d’eau dans le puits, établi lors du pompage du débit spécifique

Débit du puits – débit d’eau stable fourni par le puits.