Van onderhoudsbehoeften tot rendement: wat zijn de verschillen en overeenkomsten tussen droog en nat opgestelde pompen?

Pompen in de watervoorziening. Een vergelijking tussen appels en peren

Wisselende opvoerhoogtes, fluctuerende waterhoeveelheden en vaak vele kilometers aan pijpleidingen - steeds meer mensen en de landbouw van schoon water voorzien is een van de belangrijkste uitdagingen voor de toekomst.
 
Om de winning, het transport en de behandeling van water betrouwbaar en economisch te maken, biedt KSB als competente partner met tientallen jaren ervaring een omvangrijk programma van uiterst efficiënte pompen aan. Maar wat voor type pomp is geschikt voor welke taak?
 
Wij willen hier de verschillen en overeenkomsten tussen droog opgestelde en nat opgestelde pompen met hun respectieve voor- en nadelen nader bekijken.
 
Onderwaterpompen enerzijds en klassieke hogedrukpompen anderzijds verschillen aanzienlijk, zowel qua ontwerp als qua toepassingsgebied. Beide pomptypes zijn afzonderlijk geschikt voor specifieke toepassingen, vermogensbereiken en omgevingsomstandigheden. Daarom is het in de meeste gevallen bijna vanzelfsprekend welk type pomp waar wordt gebruikt. Het wordt echter interessant als zich overlappingen voordoen en theoretisch beide pomptypes zouden kunnen worden gebruikt.

Directe vergelijking van een droog opgestelde pomp en onderwaterpomp

Voor onze vergelijking wordt de droog opgestelde KSB-hogedrukpomp van het type “Multitec” en de nat opgestelde onderwaterpomp van het type “UPA” gebruikt. Ze zijn hier representatief voor hun respectieve type.

De “Multitec”-hogedrukpomp: droog geplaatst en open toegankelijk

Bij de “KSB Multitec”, d.w.z. een klassieke, droog geplaatste hogedrukpomp, zijn de motor en het pomphuis vrij toegankelijk in de ruimte geplaatst. De motor is vrijwel volledig losgekoppeld van het verpompte medium en wordt gekoeld door de omgevingslucht. Dit soort opstelling heeft een aantal voor- en nadelen:

Voordelen:

• verticaal, horizontaal of schuin: de mogelijkheden van de opstelling zijn zeer flexibel.
• De omstandigheden voor service en onderhoud zijn eenvoudig, aangezien alle delen van de pomp, inclusief alle aansluitingen, vrij toegankelijk zijn.
• automatisering en digitalisering zijn gemakkelijker te implementeren omdat de pomp eenvoudig kan worden uitgerust met sensoren die de werking van de pomp bewaken en onder andere planning van voorspellend onderhoud mogelijk maken.
• in combinatie met een synchroon-reluctantiemotor is een zeer efficiënte werking met hoog rendement mogelijk.

Nadelen:

• > relatief hoog geluidsniveau, omdat de motor vrij in de ruimte staat en niet door het medium wordt omhuld.
• slijtageonderdelen met onderhoudsintervallen en regelmatig onderhoud.

De UPA-onderwatermotorpomp: in de persmantel volledig door het medium omhuld

In tegenstelling tot Multitec werkt de UPA met een natte motor, d.w.z. de motor is watergevuld en ontworpen voor permanent gebruik in het medium. Afhankelijk van de toepassing kan de UPA echter ook zijn voordelen tonen in een droge opstelling door hem in te kapselen in een persmantel.

Voordelen:

• de UPA is dankzij zijn hydrodynamische lagers volledig onderhoudsvrij en kan in een drukmantel worden geplaatst om vervolgens te worden gebruikt in dezelfde toepassingen als droog geïnstalleerde aggregaten.
• de mantelaansluitingen van de UPA kunnen willekeurig worden geselecteerd. Horizontale of verticale constructie met radiale of axiale flenzen is mogelijk.
• binnenin draait de UPA dompelpomp permanent in het water, wat betekent dat er geen gevaar voor de motoren ontstaat bij een eventuele overstroming van de installatie.
• de geluidsemissie is aanzienlijk lager, waardoor het zelfs mogelijk is om de pomp in woonwijken te plaatsen.

Nadelen:

• door de ingekapselde constructie is het aggregaat moeilijker toegankelijk en moet het in geval van twijfel worden gedemonteerd.
• in tegenstelling tot droge aggregaten is minder automatisering en digitalisering mogelijk.

Een overzicht van de primaire verschillen tussen UPA en Multitec ©KSB 2021

Multitec 

• Normmotor
• Wentellagers en mechanische asafdichting
• Externe terugslagklep
• Verpompt alleen in lucht
• Motor- of schakelkast frequentieregelaar
• Geen filter nodig
• Hoogste rendement

UPA 

• Natte motor
• Onderhoudsvrij
• Geïntegreerde terugslagklep
• Verpompt alleen in water
• Schakelkast frequentieregelaar + motorkabel
• Uitgangsfilter aanbevolen
• Hoogste rendement dankzij hoog-efficiënte hydraulisch systeem en UMA-S hoog-efficiëntie-motor

UPA en Multitec uit het oogpunt van efficiëntie en levenscycluskosten

Hoe zit het met het rendement? Veel exploitanten van installaties zijn van mening dat onderwaterpompen niet hetzelfde rendement kunnen bereiken als droge pompen. Dit was ook lange tijd het geval – maar tegenwoordig zijn ze dankzij nieuwe technologieën bijna vergelijkbaar: in combinatie met de nieuwste generatie hoog-efficiënte pompen presteert de UPA in een directe vergelijking deels beter dan vergelijkbare droog opgestelde series.
 
Als men tegen deze achtergrond de volledige levenscycluskosten van droge pompen en onderwaterpompen vergelijkt, blijkt dat deze laatste het hoogste energieverbruik hebben: omdat ze onderhoudsvrij zijn, vormt het energieverbruik verreweg het grootste deel van de kosten. En doordat er geen extra onderhoud en inspectie van lagers of afdichtingen nodig is (zoals bij conventioneel geïnstalleerde pompen), kunnen nat opgestelde pompen in de persmantel een kostenbesparing van meer dan 30% opleveren.

Onderwatermotorpompen en klassieke droog geplaatste hogedrukpompen verschillen qua constructie fundamenteel van elkaar. En hoewel de natte uitvoeringen qua rendement niet helemaal kunnen tippen aan de droge uitvoeringen, is het de moeite waard om ze toch eens goed te vergelijken – want over de gehele levenscyclus kunnen nat opgestelde pompen in een persmantel een kostenbesparing van meer dan 30 % realiseren. Bovendien zijn ze duidelijk stiller, hebben ze minder ruimte nodig en zijn ze onderhoudsvrij.

Heeft u nog vragen? KSB adviseert u over het kiezen en plannen van uw afvalwaterpompstation. Neem gerust contact met ons op.