Szivattyú blog

A Grundfosnál nem viccelnek ha arról van szó, hogy le kell tesztelni egy fűtési szivattyút. Az alábbi videoón megnézhető, ahogyan egy Grundfos Alpha2 fűtési szivattyú határait szerenék megismerni extrém körülmények közti teszteléssel.

A fűtési szivattyút egy tesztelő kamrába helyezik és extrém hőtesztnek vetik alá: -100 °C és +200 °C közti hősokkolással, a hőmérséklet gyors, ciklikus váltogatásával. Emellett extrém vibrációnak is kiteszik a szivattyút, majd végül a két stresszt egyszerre eresztik rá a szivattyúra, azaz ciklikus nagy hőmérséklet különbségű hősokkolás közben extrém vibrációnak is kiteszik a szivattyút.

Sokan ismerik és mégis kevesen foglalkoznak vele. A címben is szereplő probléma létezik, valós, bár azt is el kell ismerni, hogy nem az otthoni felhasználókat fogja érinteni tömegesen. Elsősorban az olyan helyeken alkalmazott szivattyúk tömítéseit érinti, ahol a folyadék ásványi tartalma magas és/vagy egyben hajlamos is a kikristályosodásra. Az előbbi helyeken súlyosbítja, más helyeken pedig előidézi a jelenséget, amennyiben a folyadék hőmérséklete magas, vagy magasabb a megszokottnál.

Mi történik ilyenkor?

A folyadékban lévő oldott elemek, ásványi anyagok bizonyos körülmények hatására hajlamosak a kristályosodni. Ezek a "bizonyos körülmények" könnyedén előállhatnak a szivattyúk hidraulikus terében, tehát ott ahol a folyadék szállítása megtörténik. A szivattyúzási térben fellépő nyomásnövekedés, valamint a csúszógyűrűs tömítések egymáson súrlódó felületein keletkező hő együttesen kiválthatja egyes folyadékok esetén, hogy a szállított közegben lévő oldott tartalom szilárddá válik és a szivattyútérben, így a csúszógyűrűs tömítésen is, kicsapódik, "kiül".

Az így létrejövő mikrokristályokon a további kiülepedés már könnyebben végbemegy. A szivattyú megállításkor az addig mozgásban-súrlódásban lévő csúszógyűrűk kihűlnek, mikro méretben tágítva a rést a két felület közt. A képődő mikrokristályok lassan "beteszik a lábukat" a két felület közé. Az egyre növekvő kristályok egyre erősebben koptatják az egymáson súrlódó felületeket, mígnem a létrejövő megterhelés a csúszógyűrűt megroppantja, felületéről leválik egy-egy kisebb vagy nagyobb darab. Idővel a csúszógyűrűs tömítés teljesen tönkremegy, kevésbé ideális esetben egyszerűen széttörik.

Hogyan védekezhetünk a mikro-kristályosodás ellen?

A leírt folyamatok elsősorban vegyipari, illetve oldott anyagban gazdag vízek, szennyvizek esetén valószínű. A védekezés igazából abból áll, hogy a feladatra lehetőség szerint olyan szivattyút válasszunk, amelyben nincs csúszógyűrűs tömítés. Szóba kerülhetnek a feladattól függően a mágneskuplungos szivattyúk, a sűrített levegő hajtású duplamembrán szivattyúk, csavar- vagy egyéb térfogatkiszorítású szivattyúk. Az is előfordulhat, hogy egy feladat annyira speciális, hogy ragaszkodnunk kell a hagyományos centrifugál szivattyúhoz, ilyenkor azonban már célszerű előre számolni az üzemeltetés során fellépő többlet alkatrészköltséggel.

Az elmúlt év végével számos szivattyútípus eltűnt a piacról, helyüket új, energiatakarékos, magas hatásfokú szivattyúk vették át. Az ezekkel kapcsolatos bizonyos tudnivalókkal már több posztba foglalkoztunk. A korábbi bejegyzésekben elsősorban a fűtési szivattyúkkal foglalkoztunk, azonban a változások nem csak a fűtési szivattyúkat érintik, hanem minden Európában forgalomba hozható szivattyút.

2009 óta az Európai Bizottság a 2009/125/EK irányelv értelmében "köteles megállapítani azon energiával kapcsolatos termékek környezetbarát tervezésének követelményeit, amelyek az eladások száma és a kereskedelem volumene szempontjából jelentősek, amelyek nagy hatást gyakorolnak a környezetre" (kiemelés a 547/2012/EU rendeletből).

Miután szakmai szervezetekkel konzultált az EU, megállapításra került, hogy a szivattyúk energiafelhasználásának hatásfoka jobb hidraulikákkal, (tehát a szivattyúk konkrétan vízszállítást végző egységeinek jobbításával) hozzávetőlegesen 20-30 %-kal javítható volna. Az szivattyúkat meghajtó elektromos motorokhatékonyságával kapcsolatban egyébként egy külön rendelet is született (konkrétan a 640/2009/EK számú). A már említett kutatás és egyeztetés során kiderült, hogy a hatásfok javítása indokolt és jelentős társadalmi hasznosággal bír. Beszédes, hogy 2005-ben az EU-n belül a szivattyúk éves villamosenergia fogyasztása együttesen 109 TWh volt, és ez 50 megatonna széndioxid kibocsátást okozott. Egyes modellszámítások azt mutatják, hogy 2020-ra ez a fogyasztás várhatóan fel fog szökni 136 TWh/évre.

A rendelet egyébként csak a normál vízszivattyúkra vonatkozik, azaz például különlegesen alacsony és különleges magas hőmérsékletű tiszta víz szivattyúkra - ilyenek lehetnek például egyes ipari technológiákban alkalmazott kondenzvíz szivattyúk - már nem. Nem vonatkozik továbbá a tűzoltó rendszerek azaz sprinkler berendezések szivattyúira, a térfogat kiszorítású szivattyúkra és az önfelszívó szivattyúkra.

A rendelet keretein belül meghatározásra kerültek a tervezés konkrét követelményei. Ezen belül érthető módon kiemelt helyet kaptak a hatásfok követelmények. Bevezetésre került az ún minimális hatásfokmutató [MEI], mely relatív módon segít kifejezni, hogy az adott szivattyú kielégítí-e a az előírt hatékonysági követelményeket. Ez a mutató kötelezően feltüntetendő a szivattyú dokumentációban, illetve a gyártó nyilvános internetes oldalán is.

A legfontosabb tudnivaló ezzel kapcsolatban, hogy a MEI értéke vízszivattyúk esetében 2013 január 1 óta legalább 0,1-nek kell legyen. Később további hatékonyságjavulást várható, hiszen 2015 január 1-jét követően vízszivattyúk esetében a MEI-nek leglább 0,4-nek kell lennie.

Új sorozatot indítunk, melyben a legfontosabb szivattyúgyárak történetét mutatjuk be hosszabb-rövidebb bejegyzésekben. Sorozatunk első tagjaként a német Lutz hordószivattyú gyár történetét ismertetjük.

A LUTZ gyár alapítása

A gyár 1954-ben alakult meg Karl Lutz Maschinen- und Apparatebau néven, az alapító természetesen az a Karl Lutz volt, akiről a cég a nevét kapta. Később ez egyszerűsödött le a ma ismert Lutz márkanévre.

Karl Lutz kép: innen

Három év elteltével 1957-ben a sikeres cégnek már költöznie kellett, így a német ipar egyik patinás kisvárosába a festői szépségű Wertheimbe költözött. 1963-ban került forgalomba a cég első olyan elektromos motorja - és így az első ilyen motor, mely hordószivattyút hajtott meg -, mely megkapta a robbanásbiztos kivitelek speciális dokumentumát a PTB bizonylatot. Ezzel nagy lépést tettek az úton, hiszen ezáltal lehetővé vált különféle robbanásveszélyes folyadékok kezelése, illetve bármilyen egyébként robbanásbiztos követelményeket megfogalmazó ipari üzem számára történő értékesítés is. Innentől kezdődik a Lutz igazi sikertörténete, hiszen olyan alapvető piaci igényt volt képes definiálni egyben választ is adni rá, mely megalapozta a cég hírnevét.

A LUTZ terjeszkedése

A következő évtizedre a Lutz jelentős céggé fejlődött, 1970-ben megalakult az amerikai leányvállalat Lutz Pumps, Inc. néven, majd két évre rá bemutatták a világon az első tömítésmentes szivattyút, egy csapásra lehetővé téve számos, az addig alkalmazott csúszógyűrűs tömítés miatt szivattyúzhatatlan vegyi anyag hordószivattyúval történő szivattyúzását. Ez annyira jelentős lépés volt, hogy bár azóta számos nagyon lényeges fejlesztés történt, mégis, máig ez a technológia az alapja, a modern hordószivattyúknak. A tömítésmentes szivattyúk ugyanis kiküszöbölik a csúszógyűrűk alkalmazásának néhány alapvető problémáját. Például nem kell elemezni és illeszteni a megfelelő a vegyi ellenállóságot az o-gyűrűk tekintetében, mert egyszerűen nincsenek o-gyűrűk. Nem kell továbbá választ találni az ilyen tömítéseknél fellépő hőképződés miatt, egyes vegyi anaygoknál fellépő mikro-kristályosodással kapcsolatos kihívásokra sem. Fentiek ellenére a cég választékában a mai napig megtalálhatóak csúszógyűrűs szivattyúk, mert van olyan felhasználás, ahol egyszerűen ez a jó választás.

A 80-as években a meglévő termékek tökéletesítése folyt, ekkor jelentek meg a máig is használatban lévő hagyományos Lutz MA II és robbanásbiztos Lutz ME motorok első verziói. Ebben az évtizedben kerültek forgalomba az első maradék nélkül ürítő hordószivattyúk, melyek a visszamaradó folyadékmennyiséget 0,1 liter alá csökkentették egy-egy 200 literes hordóban, jelentős megtakarítást lehetővé téve költséges folyadékok átfejtése közben. 1984-ben a Lutz saját motorgyárat alapított Svácjban, azóta is innen kerülnek ki a saját gyártású elektromotorok.

LUTZ szivattyúk napjainkban

Az 1990-es években teljesen új termékek és technológiák bevezetése zajlott a cégnél. Többek közt vevői igényre válaszul megjelentek a moduláris rendszerű legkülönfélébb vegyi ellenállóságú átfolyásmérők, illetve átfolyásmérő rendszerek. Az évtized közepén a cégcsoportban megjelentek a sűrítettlevegő hajtású duplamembrán szivattyúk is, valamint ebben az évtizedben jött létre a magyar leányvállalat is.

A Lutz gyár napjainkban kép: innen

A XXI. századba már úgy érkezett meg a Lutz, hogy piacvezetőként és vezető innovátorként jegyezik a hordószivattyúk piacán. Mostanra lassan hatavanéves tapasztalattal rendelkezik, lényegében az összes komolyan vehető versenytársnál előrébb jár fejlesztésben és szaktudásban (van a olyan versenytárs, akinek szivattyúi egy időben a Lutz műhelyeiben készültek) valamint piaci részesedésben.

LUTZ szivattyú katalógus