Dränkbar skruvpump vs. centrifugalpump – skillnader och användning

Dränkbar pump centrifugal mot skruv – skillnader och användning

När vi på atria.se hanterar en kundfråga om pump till brunn eller brunnborrning är den första frågan vi måste ställa oss inte varumärke eller pris, utan pumpningsprincipen. På marknaden stöter vi i princip på två grundläggande konstruktioner av dränkbara pumpar – centrifugala (ofta flerstegiga med fläktar) och skruvpumpar (med en elastisk statorkloss och en rotor). Båda kategorierna har sitt fasta ställe i praktiken, men att blanda ihop dem eller välja "på ögat" leder nästan alltid till förtidig slitage, onödigt energiförbrukande eller att pumpen helt enkelt inte kan pumpa vatten dit det behövs. I denna artikel tittar vi på hur båda konstruktionerna fungerar, hur de skiljer sig hydrauliskt, vilken typ av vatten de klarar, hur deras livslängd och underhåll ser ut, och sist men inte minst hur det speglar sig i de konkreta brunnstyper och brunnborrningar vi ofta stöter på hos kunder.

Principen för centrifugala dränkbara pumpar

Centrifugala pumpar fungerar enligt principen att omvandla den kinetiska energin från en roterande fläkt till tryckenergi i vätskan. Inuti pumpkroppen finns en eller (typiskt vid dränkbara pumpar till brunnar) flera fläktar anslutna i serie – vi pratar om en flerstegig pump. Vattnet går in i första steget, fläkten ger den hastighet, diffusorn omvandlar hastigheten till tryck, och så vidare genom de efterföljande stegen tills vi har det önskade trycket (pumpningshöjden) på utflödet. Ju fler steg, desto högre pumpningshöjd pumpen kan skapa.

Det är just denna modulära konstruktion som gör centrifugala dränkbara pumpar som IBO 3" STM 20 så utbrett – tillverkaren kan enkelt producera en rad pumpar med samma motor och hydrauliska enhet, men med olika antal steg, och täcka hela spektrumet av önskade pumpningshöjder från låga (några tiotal meter) till höga (150 och mer meter).

Fläktarna i centrifugala pumpar är vanligtvis tillverkade av teknopolymer (t.ex. noryl) eller rostfritt stål, beroende på pumpens klass. Motorns rotor är placerad i en olje- eller vattenfylld kammare, separerad från den hydrauliska delen av pumpen genom en mekanisk tätning. Denna konstruktion är känslig för abrasiva partiklar – sand fungerar som sandpapper på lager och tätningar, så tillverkarna enas om att halten av fasta partiklar bör inte överstiga cirka 50 mg/l, och vid kvalitetsmodeller med keramiska tätningar max 150 mg/l. Vid högre sandinnehåll minskar livslängden dramatiskt – vi har sett fall där felaktigt installerade pumpar i sandiga brunnar "dog" inom tre månader, trots att den normala livslängden vid ren vatten är 8–15 år.

Principen för skruvdränkbara pumpar

Skruvpumpar fungerar enligt en helt annan princip – de är volympumpar, inte centrifugala. Inuti finns en metallisk (ofta kromerad eller rostfri) skruv av excentrisk form, som roterar inuti en elastisk gummi- eller elastomerstatorkloss. Rotorn roterar inte i centrum, utan utför en planetärt rörelse – det skapar sålunda stängda kammare mellan sig och statorn, som successivt flyttar sig från intaget till utflödet och "transporterar" den inneslutna vatten som i stängda säckar. Därför kallas denna typ också för Mohnpump (efter uppfinnaren av principen).

Tack vare denna princip är skruvpumpar särskilt toleranta mot mekaniska föroreningar och sand – den gummi- eller elastomerstatorklossen anpassar sig delvis till sandens partiklar som kommer in i kammaren och "släpper" dem vidare utan att det uppstår fastlåsning som vid en fläkt. Därför är skruvpumpar den första valen just vid smala brunnborrningar med högre sand- eller slamhalter, där en centrifugalpump snabbt skulle kollapsa. Ett typiskt exempel på denna konstruktion i vår sortiment är Dränkbar skruvpump till smal brunnborrning STING 2", som är utformad just för smala brunnborrningar med diameter från 2 tum, där en klassisk 3" eller 4" pump fysiskt inte får plats.

Hydrauliska egenskaper – flöde, tryck och karakteristik

Skillnaden mellan de två typerna blir tydlig även i formen av den hydrauliska karakteristiken, alltså hur flödet förändras beroende på pumpningshöjden (trycket).

Centrifugala pumpar har en fallande karakteristik – vid noll pumpningshöjd levererar de maximalt flöde, och med ökande höjd (motstånd i ledning, höjdskillnader) minskar flödet successivt tills det når noll vid stängd armatur. Det betyder att flödet från en centrifugalpump alltid är en kompromiss mellan hur mycket vatten man behöver och hur högt/tryck man måste pumpa det. Vid planering söker man därför alltid efter en arbetspunkt där pumpens kurva korsar rörnätets kurva.

Skruvpumpar har däremot ett flöde som är praktiskt taget oberoende av trycket (inom rimliga gränser) – det är en volympump, alltså levererar den ungefär samma vattenmängd vid samma varvtal oavsett om den pumpar upp till 20 eller 60 meter höjd (begränsat av motorns effekt och den maximala tillåtna tryck). Det är en fördel vid variabel pumpningshöjd, men en nackdel vid drift "i torrt" eller vid stängt utflöde – utan flödesbrytare kan trycket i systemet stiga till skador på statorklossen eller rörsystemet.

Praktisk konsekvens: vid det centrifugala pumpen är värd att exakt dimensionera transport höjden, annars får vi antingen onödigt stort flöde utan tryck eller tvärtom otillräckligt flöde. Vid vingpumpen är flödesregleringen enklare (ofta via frekvensomriktare eller stängning), men man måste alltid säkerställa skydd mot torrdrift och avstängning av tryckledningen.

Känslighet för sand, slam och mekaniska föroreningar

Detta är en av de vanligaste frågorna vi ställs inför vid val av pump för en specifik brunn. Verkligheten i Sverige är att en stor del av de grävda brunnarna och många borrningar (främst äldre, dåligt utrustade eller borrningar i mindre stabila bergarter) producerar vatten med viss andel sand, särskilt efter intensiva regn eller vid nivåfall.

• Centrifugpump – lämplig för ren eller lätt förorenad vatten. Sand orsakar erosion av roterande hjul, slitage av leder och blockeringar, i extremt fall fastlåsning av rotorn. Rekommenderad halt av fasta partiklar upp till 50-150 mg/l beroende på modellen.
• Vingpump – tålig mot högre sandhalt och små föroreningar, katalogdata visar vanligtvis att den hanterar 150-200 mg/l och mer, vissa modeller kan till och med hantera mycket mer under kort tid. Den elastiska statorn kan "släppa" sandpartiklar utan fastlåsning.

Trots vingpumpens högre tålighet mot sand gäller det att ingen pump gillar grov sand eller grus i stora mängder – om brunn eller borrning länge "drar" mycket sand är det ett tecken på att man bör ta itu med orsaken (underdimensionerad eller skadad brunnstav, felaktigt placerad filter, för låg pumpplacering som suger upp sediment från botten). I sådana fall rekommenderar vi att man även installerar Sandfilter 1" för pump, som fängslar mekaniska föroreningar innan de når vattenledningen i huset, tryckkärl eller armaturer, där de skulle orsaka för tidigt slitage.

Diametern på borrningen och fysiska dimensioner på pumparna

Vingpumpar har oftast en mer cylinderformad, "tunn" form med längre kropp, vilket gör dem idealiska för smala borrningar med diameter 2" (ca 50 mm), där en vanlig 3" eller 4" centrifugpump helt enkelt inte får plats. Just STING 2" är ett typiskt exempel på sådana fall – gamla, smalt utrustade borrningar, där man vid byggnation bara räknat med en manuell pump eller liten pump, och idag behöver leverera högre prestanda utan att behöva förstora borrningen (vilket skulle innebära nya borrningsarbeten och stora kostnader).

Centrifugpumpar tillverkas i diametrar 3" och 4", där IBO 3" STM 20 tillhör de universella lösningarna för vanliga borrningar med diameter från 3 tum (ungefär 76 mm) och uppåt. De exakta skillnaderna mellan olika diametrar och hur man mäter diametern på sin egen borrning går vi igenom i detalj i artikeln Vilken borrningsdiameter behövs: skillnaden mellan 2", 3" och 4" pumpar.

Översiktlig jämförelse mellan de två typerna

Egenskap	Centrifugpump	Vingpump
Princip	Rotativ, roterande hjul	Volymsbaserad, rotor i elastisk statör
Typisk diameter	3", 4"	från 2" och uppåt
Storleksförhållande till sand	lav till medel (upp till ~150 mg/l)	hög (200 mg/l och mer)
Flödesegenskaper	minskning med transport höjden	nästan konstant
Torrdrift	kortvarigt tåligare	mycket riskabel för statör
Livslängd på statör/blockering	blockering – lång livslängd	elastomer – slitage, byte
Typisk användning	vanliga brunnar och borrningar, ren vatten	smala borrningar, sandig/muddig vatten

Känslighet för torrdrift och start

Torrdrift (utan vatten i pumpen) är farlig för båda konstruktionerna, men för olika skäl. Vid centrifugpumpen betyder det att vatten saknas, vilket innebär förlust av kylning och smörjning av mekanisk blockering och leder – motorn överhettas, blockeringen förbränns, i värsta fall fastlåses hela rotorn. Vid vingpumpen är situationen ännu kritiskare – gummistatörn smörs och kyls just av pumpad vatten, och utan den förbränns och deformeras redan efter några sekunder till flera tiotal sekunder torrdrift. Därför rekommenderas det absolut att installera en floatswitch eller elektronisk skydd mot torrdrift, idealiskt i kombination med tryck- eller flödesbrytare.

Start av vingpumpen kräver dessutom något högre startmoment, eftersom rotorn måste övervinna den initiala friktionen i statören (särskilt om statören "torkat ut" efter längre stillestånd) – det är anledningen till att vissa modeller rekommenderar frekvensomriktare med förhöjt startmoment eller mjuk start.

Vattenkvalitet, kemisk sammansättning och temperatur

Elastomeren i vingpumpens statör är känslig för vattens kemiska sammansättning – aggressivt vatten med hög järn-, mangan- eller vätevätehalt eller extremt pH kan gradvis degradera gummistatören snabbare än vid vanligt dricksvatten. Vid centrifugpumpar med rostfria eller teknopolymerhjul är denna känslighet lägre, även om järn och mangan fortfarande med tiden orsakar beläggning och fyllning av diffusorer.

Vattnets temperatur spelar också roll – de flesta vanliga pumparna (båda typerna) är avsedda för vatten upp till 30-35 °C, ibland upp till 40 °C vid kontinuerlig drift med tillräckligt flöde runt motorn för kylning. För varmare vatten (t.ex. geotermiska borrningar) krävs specialiserade pumpar, som kan informeras separat, vanlig sortiment för brunnar är inte avsedda för detta.

Praktiska scenarier ur vardagen

För att vi inte bara ska röra oss i teoretiska plan, titta på typiska situationer som kunder ofta kontaktar oss med:

Scenariot 1: Äldre smal borrning efter manuell pump

Stuga, borrning borrad för 30-40 år sedan, rörstreck endast 2", ursprungligen med manuell eller membranpump. Kunder vill ha automatisk vattenförsörjning till huset. Lösning: vingpump STING 2", eftersom en centrifugpump 3"/4" fysiskt inte får plats i en sådan borrning, och äldre borrningar ofta visar någon sandning efter längre stillestånd.

Scenariot 2: Nybyggd borrningsbrunn 4" med ren vatten

Ny borrning med certifierad utrustning, stabil ren vatten, vattenytans djup 25 m, nödvändig transport höjd till huset och tryckkärl ca 35-40 m. Här är centrifugpumpen den ideala lösningen, t.ex. raden IBO 3" STM 20 med korrekt vald antal steg enligt nödvändiga transport höjden (detaljerad beräkningsmetod finns i artikeln Vilken prestanda och transport höjd pumpen välja enligt brunnens djup).

Scenariot 3: Grävd brunn med tillfällig sandning efter regn

Klassisk grävd brunn med diameter 1-1,2 m, efter intensiva nederbörderna dyker upp ökad trubbighet och sand. Om brunnen är tillräckligt bred för en 4" pump kan man överväga centrifugpump med högre sandtolerans i kombination med sandfilter på tryckledningen, eller gå direkt till vingpumpen, om sandningen är tydligare och upprepas. Här rekommenderar vi alltid att installera Sandfilter 1" för pump, som skyddar både pumpen och efterföljande ledningar och armaturer i huset.

Installation och montering av pumpen – vad man ska tänka på

Oavsett pumpens typ gäller några grundläggande regler, som vi går igenom i detalj i artikeln Installation av dykande pump i brunn eller smal borrning:

• Pumpen ska alltid hängas på rostfritt rep eller lämplig tryckledning, aldrig bara på elledning.
• Minsta avståndet mellan pumpen och brunnens/borrningens botten bör vara minst 0,5-1 m för att undvika att suga upp nedsatt sediment.
• Pumpen måste alltid vara permanent nedsänkt minst enligt rekommenderad nivå ovanför sugnätet (ofta minst 0,3-1 m beroende på modellen), för att undvika att pumpen exponeras vid vattennivåfall.
• Elanslutningen måste gå via korrekt dimensionerad säkring och vid vingpumpar idealiskt även via skydd mot torrdrift.
• Vid vingpumpar ska riktningen på varvning kontrolleras vid första starten (vid felaktig riktning hotas statören skadas även vid kort drift).

Service, slitage och underhållskostnader

Från långsiktig ägarkostnadssynpunkt har båda typerna av pumpar sina "svaga" komponenter. För centrifugpumpar är det ofta mekanisk tätning och lager, eller slitage av roterande hjul vid sandig vattenkvalitet. Livslängden vid ren vattenkvalitet och korrekt installation ligger vanligtvis mellan 8-15 år, men är vid sämre förhållanden markant kortare.

För vingpumpar är den typiska förbrukningsartikeln själva gummielastomeren, som vid vissa modeller kan bytas separat utan att hela pumpen behöver köpas om – detta kan markant sänka långsiktiga driftkostnader, eftersom att byta stator är betydligt billigare än en ny pump. Bytenyckeln beror av vattenkvaliteten och sandinnehållet, men ungefär vid medelhård belastning talar vi om flera års drift mellan byten.

Vanliga fel, deras tecken och lösningar (fast rotor, förbrunnen tätning, läckande kabel, sliten stator, luft i systemet) behandlas i detalj i artikeln De vanligaste felen vid dränkbara pumpar och hur man löser dem – vi rekommenderar att du läser den innan du beslutar dig för att reklamera eller byta pump, eftersom en del problem går att lösa utan serviceinsats.

Energiförbrukning och verkningsgrad

Centrifugpumpar når hög energiverkningsgrad vid drift i optimalt driftspunkt (där pumpkurvan korsar rörsystemets kurva nära punkten med maximal verkningsgrad). Problem uppstår om pumpen är tydligt överbred eller underbred i förhållande till den faktiska drifthöjden – drift utanför optimalt driftspunkt innebär onödigt energiförbrukning och snabbare slitage.

Vingpumpar har ofta fördel jämfört med små centrifugpumpar vid låga flöden och höga tryck, eftersom de inte behöver flera steg för att uppnå högt tryck vid lågt flöde. Vid större flöden blir centrifugpumpar ofta mer fördelaktiga. Exakt jämförelse av specifika STING- och IBO-modeller i förhållande till prestanda, flöde och förbrukning hittar du i artikeln Jämförelse av STING- och IBO-pumpar – vad väljer du.

Hur man väljer – sammanfattning av valkriterier

Vid slutgiltigt beslut rekommenderar vi att man följer dessa steg, som vi behandlar mer detaljerat i artikeln Hur man väljer pump till brunn – viktiga valkriterier:

• Mät diameter på brunn/hål – vid diameter under 3" (76 mm) pekar det nästan automatiskt mot vingpumpen STING 2".
• Undersök vattenkvaliteten – om brunn/hål ofta eller ofta producerar sand eller slam, välj vingpump eller centrifugpump med tillägg av sandfilter.
• Beräkna nödvändigt drifthöjd – vattenytans djup + höjdskillnaden till användare + tryckförluster i röret + önskad tryck i tryckkärlen.
• <Överväg nödvändigt flöde – antal personer, användare, eventuell gräddning.
• Planera skydd mot torrdrift – särskilt viktigt vid vingpumpar.

Detaljerad procedur för att korrekt välja specifik modell beroende på brunnens diameter och djup hittar du också i artiklarna Hur man väljer dränkbar pump till brunn eller hål och Vilken diameter behöver pumpen – 2" eller 3" hål, som behandlar just denna tematik.

Vanliga frågor (FAQ)

Kan jag byta centrifugpump mot vingpump i samma hål utan förändringar?

I de flesta fall ja, så länge hålets diameter passar båda typerna och elanslutningen är kompatibel. Man bör dock räkna om drifthöjden och flödet, eftersom de båda typernas kurvor skiljer sig markant, och vid vingpump behöver man tillägga skydd mot torrdrift, om det inte redan är installerat.

Är vingpump alltid bättre val vid sandig vatten?

I de flesta fall ja, eftersom de är mer toleranta mot mekaniska föroreningar. Man bör dock inte glömma att vingpumpen har sina gränser – vid extremt höga sand- eller stensmängder bör man först lösa orsaken (t.ex. skadad brunnspipa eller felaktig djupinstallation), inte bara byta pumptyp.

Varför pumpar inte vingpump vid första starten, fast den är ansluten?

Vanligaste orsaken är fel roteringsriktning på motorn (vid trefasdrift räcker det att byta två faser) eller torr stator efter längre stillastående, som kräver något högre startmoment. Om problemet inte försvinner efter att man testat roteringsriktningen, bör pumpen undersökas av service.

Vad är skillnaden i pris mellan centrifugpump och vingpump?

Vingpumpar med liten diameter (2") är ofta dyrare eller något dyrare än jämförbara centrifugpumpar med större diameter, beroende på den mer komplexa tillverkningsprocessen för stator och rotor. Avgörande faktor bör dock vara hålets diameter och vattenkvaliteten, inte bara inköpspriset.

Kan vingpump användas i bred 4" brunn med ren vatten?

Techniskt sett ja, men det är inte typiskt ekonomiskt optimalt – vid ren vatten och tillräckligt bred brunn är centrifugpumpen ofta mer fördelaktig, eftersom den vid jämförbar prestanda ofta har lägre inköpspris och enklare underhåll.

Hur ofta behöver man byta stator i vingpump?

Exakt intervall beror av vattenkvaliteten och sandinnehållet, ungefär vid medelhård belastning talar vi om flera år. Tecken till kontroll är minskat flöde eller tryck vid oförändrad pumpinställning.

Slutsats

Välja mellan ving- och centrifugpump är inte en fråga om "vilken är bättre" i absolut mening, utan om vilken som passar just din brunn eller hål. Smalt hål, sandig vatten, behov av stabilt flöde vid varierande drifthöjd – det är situationer där vingpumpen STING 2" visar sina fördelar. Vanlig, tillräckligt bred brunn med ren vatten och tydligt definierad drifthöjd är däremot domänen för tillförlitliga och prisvärda centrifugpumpar IBO. Vid någon osäkerhet kring hålets diameter, vattenkvaliteten eller nödvändiga drifthöjd är det en god idé att rådgöra – felaktigt vald pump visar sig antingen i snabb slitage eller i långvarigt otillfredsställande prestanda, och en byte efter några månaders drift kostar alltid mer än ett rätt val från början.

Har du frågor kring denna tematik?

Har du svårt att välja eller hanterar du en specifik situation i din bostad? Skriv till oss – vi hjälper gärna.

Namn och efternamn Fyll inte i detta fält:

E-post

Meddelande