Pompa Çeşitleri Nelerdir? Dinamik ve Deplasmanlı Pompaların Tam Sınıflandırma Rehberi

Pompa çeşitleri nelerdir sorusunun kısa cevabı şudur: bütün pompalar dinamik (santrifüj) ve pozitif deplasmanlı olmak üzere iki ana aileye ayrılır. Dinamik pompada debi sistem direncine göre değişir, deplasmanlı pompada devirle sabittir. Alt tipler bu iki aileden türer ve seçim sıvı, basınç, debi sırasıyla daralır.

Bu yazıda sırasıyla şunları bulacaksınız:

• İki ana ailenin fiziksel ayrımı ve bunun sahadaki dört pratik sonucu
• Kapalı vanada her iki ailenin davranışı, basınç patlaması ve ısınma riski
• Akış yönüne göre radyal, karışık ve eksenel akışlı çark tipleri
• Özgül hız ile çark geometrisi ve tip seçimi arasındaki sayısal bağ
• Kademe, montaj yönü, rotor tipi ve emiş kabiliyetine göre alt sınıflar
• Uygulamaya göre pompa haritası: sirkülasyon, hidrofor, yangın, drenaj, dozaj
• Deplasmanlı ailenin alt tipleri: dişli, pistonlu, diyaframlı, vidalı, peristaltik
• Sıvıdan başlayan dört adımlı seçim akış şeması, iki sayısal örnek, beş hata ve kontrol listesi

01Pompa nedir ve pompa çeşitleri hangi ana başlıkta toplanır?

Pompa, bir tahrik kaynağından aldığı mekanik enerjiyi sıvıya aktararak sıvının basınç ve konum enerjisini yükselten makinedir. Bu tanım bütün tipler için geçerlidir; tipler arasındaki fark, enerjinin sıvıya hangi mekanizmayla aktarıldığındadır. Enerji aktarım mekanizması yalnız iki tanedir ve sınıflandırmanın kökü buradadır: sıvıya sürekli bir akış alanı üzerinden hız kazandırmak ya da sıvının belirli bir hacmini kapalı bir boşlukta hapsedip mekanik olarak ötelemek.

Birinci mekanizma dinamik pompaları verir. Bu ailede dönen bir çark sıvıya kinetik enerji yükler, sabit gövde bu hızı basınca çevirir. Ailenin baskın üyesi santrifüj pompa ailesidir; eksenel akışlı ve karışık akışlı makineler de aynı ailenin üyeleridir. Endüstriyel ve bina tesisatındaki pompaların yaklaşık yüzde 85 ila 90'ı bu aileye girer, çünkü su gibi düşük viskoziteli sıvıları büyük debilerde en ucuza bu makineler taşır.

İkinci mekanizma pozitif deplasmanlı pompaları verir. Burada dişli, piston, diyafram, vida veya esnek bir hortum bir hacmi izole eder ve o hacmi emişten basmaya taşır. Her devirde taşınan hacim geometriyle sabittir; dolayısıyla debi devirle doğru orantılıdır ve sistem basıncından neredeyse bağımsızdır. Yüksek viskoziteli, hassas dozajlanan veya çok yüksek basınç istenen uygulamalar bu ailenin alanıdır.

Bu iki aile dışında kalan hiçbir gerçek pompa tipi yoktur. Jet pompa, hidrofor grubu, dalgıç pompa gibi sahada sık duyulan adlar ayrı bir üçüncü aile değildir; bunlar dinamik ailenin montaj, ambalaj veya kumanda biçimine göre verilmiş ticari adlardır. Ailelerin geniş bir haritası için /blog/konu/pompa-sistemleri sayfasındaki yazı kümesine bakabilirsiniz.

02Santrifüj pompa ile deplasmanlı pompa farkı nedir?

Santrifüj pompa ile deplasmanlı pompa farkı, debinin basınçla ilişkisinde ortaya çıkar. Santrifüj pompada debi arttıkça basma yüksekliği düşer; makine kendi eğrisi üzerinde çalışır ve gerçek debiyi boru sisteminin direnci belirler. Pozitif deplasmanlı pompada ise debi devre dışı bırakılamaz bir geometri sonucudur: devir sabitse, basınç 2 bar da olsa 40 bar da olsa taşınan hacim pratik olarak aynı kalır, yalnız iç kaçaklar kadar azalır.

Bu tek fark dört pratik sonuç doğurur. Birincisi, santrifüj pompanın basma hattına kısma vanası konabilir ve debi bu vanayla düşürülebilir; deplasmanlı pompada aynı hareket basıncı emniyet sınırının üzerine çıkarır. İkincisi, santrifüj pompa viskozite arttıkça hızla verim kaybeder; deplasmanlı pompa viskoziteden fayda görür, çünkü artan viskozite iç kaçağı azaltır. Üçüncüsü, santrifüj pompa emiş hattını kendi başına havadan arındıramaz; çoğu deplasmanlı pompa kuru emiş yapabilir. Dördüncüsü, santrifüj pompa akışı düzgün verir; pistonlu ve diyaframlı makineler nabızlı akış üretir ve sönümleyici ister.

Verim karşılaştırması da tipe göre değişir. Su üzerinde çalışan iyi boyutlandırılmış bir santrifüj pompa yüzde 65 ila 85 hidrolik verim verir. Aynı sıvıda bir dişli pompanın hacimsel verimi yüzde 80 ila 95 arasındadır ama toplam verimi sürtünme nedeniyle yüzde 55 ila 75 bandında kalır. Viskozite 500 santistoku aştığında santrifüj pompanın verimi yüzde 30'un altına düşerken deplasmanlı makine verimini korur; kesişme noktası tipik olarak 150 ila 300 santistok aralığındadır.

03Kapalı vanada ne olur ve bu ayrım neden hayati?

Kapalı vanada santrifüj pompa ile deplasmanlı pompa taban tabana zıt davranır ve bu fark can güvenliği sorunudur. Santrifüj pompada basma vanası kapatıldığında debi sıfırlanır, basınç eğrinin sol ucundaki kapalı vana basıncına yükselir ve orada kalır. Bu değer anma basıncının yaklaşık yüzde 110 ila 130'u kadardır; boru ve armatür bu basıncı taşır. Asıl tehlike mekaniktir: sıfır debide çarkın harcadığı güç suya ısı olarak girer ve gövdedeki su ısınır.

Isınmanın hızı hesaplanabilir. Kapalı vanada 3 kW mil gücü çeken ve içinde 8 litre su bulunan bir pompayı düşünelim. Suyun özgül ısısı 4,18 kJ/kg·K, kütle 8 kg olduğuna göre sıcaklık artış hızı ΔT/Δt = P/(m×c) = 3/(8×4,18) = 0,0897 K/s olur. Bu, dakikada yaklaşık 5,4 santigrat derecelik bir artış demektir. 20 santigrat derecede başlayan su, on beş dakikada 100 santigrat derece civarına çıkar; salmastra kurur, çark ile aşınma halkası arasındaki boşluk kapanır ve pompa sıkışır. Bu yüzden kapalı hacim çalışması hiçbir zaman on dakikayı geçmemelidir.

Pozitif deplasmanlı pompada tablo çok daha kötüdür. Vana kapandığında pompa hacim ötelemeye devam eder; sıkışamayan sıvı basıncı saniyeler içinde tasarım değerinin kat kat üzerine çıkarır. 10 bar için seçilmiş bir dişli pompa, kapalı vanada 60 ila 100 bara ulaşabilir. Sonuç ya motorun stall olması ya da flanş, hortum veya gövde patlamasıdır. Bu yüzden her deplasmanlı pompanın basma hattında, pompayı emişe döndüren bir emniyet vanası zorunludur; bu vana opsiyon değil, tasarım gereğidir.

04Santrifüj pompada debiyi ne belirler? Sayısal örnek

Santrifüj pompanın verdiği debi bir ayar değil, iki eğrinin kesişimidir. Pompa eğrisi makinenin her debide üretebileceği basma yüksekliğini, sistem eğrisi ise borulamanın o debide istediği basma yüksekliğini gösterir. Kesişim noktası çalışma noktasıdır ve sistem direnci değişince pompaya dokunmadan kayar. Bu davranışın ayrıntısı /blog/pompa-calisma-noktasi-nedir ve /blog/pompa-egrisi-nasil-okunur yazılarında ele alınmıştır.

Sistem eğrisi iki bileşenden oluşur: statik yükseklik ve dinamik kayıp. Statik yükseklik debiden bağımsızdır ve kot farkı ile hedef basınçtan gelir. Dinamik kayıp debinin karesiyle artar. Bağıntı H_sistem = H_st + k×Q² şeklinde yazılır. Örnek olarak, statik yüksekliği 22 mSS olan ve 30 m³/h'te 14 mSS sürtünme kaybı veren bir devreyi ele alalım. Katsayı k = 14/30² = 0,01556 olur. Bu devrede 40 m³/h istendiğinde sürtünme kaybı 0,01556×40² = 24,9 mSS'ye çıkar; toplam ihtiyaç 46,9 mSS olur.

Sonucun yorumu şudur: debiyi yüzde 33 artırmak, basma yüksekliği ihtiyacını 36 mSS'den 46,9 mSS'ye, yani yüzde 30 yükseltmiştir. Hidrolik güç ise P_h = ρ×g×Q×H/3.600.000 bağıntısıyla hesaplanır. İlk durumda 1.000×9,81×30×36/3.600.000 = 2,94 kW, ikinci durumda 1.000×9,81×40×46,9/3.600.000 = 5,11 kW olur. Yüzde 33 debi artışı, hidrolik gücü yüzde 74 büyütmüştür. Santrifüj ailede güç, debiyle doğrusal değil, kabaca küple artar; boyutlandırmada güvenlik payı eklemenin bedeli budur.

Bu örnek aynı zamanda ailenin en büyük avantajını gösterir: sistem direnci beklenenden düşük çıkarsa pompa kendiliğinden daha çok debi verir ve hat patlamaz, yalnız motor aşırı yüklenebilir. Deplasmanlı ailede böyle bir esneklik yoktur.

05Deplasmanlı pompada debiyi ne belirler? İkinci sayısal örnek

Pozitif deplasmanlı pompanın debisi, devir başına ötelenen hacim ile devir sayısının çarpımıdır ve iç kaçak kadar azalır. Teorik debi Q_t = V_d × n bağıntısıyla bulunur; burada V_d devir başına süpürme hacmi, n devirdir. Gerçek debi ise Q = Q_t × η_v şeklinde hacimsel verimle çarpılır. Hacimsel verim, dişli veya piston ile gövde arasındaki boşluktan basınç farkı nedeniyle geri kaçan sıvının ölçüsüdür.

Somut bir örnek: devir başına 62 santimetreküp süpüren bir dişli pompa 1.450 d/dk'da çalışıyor olsun. Teorik debi 62×1.450 = 89.900 santimetreküp/dakika, yani 89,9 litre/dakika ya da 5,39 m³/h'tir. Bu makine 6 bar basınçta yüzde 93 hacimsel verim veriyorsa gerçek debi 5,39×0,93 = 5,01 m³/h olur. Aynı pompa 16 bara çıkarıldığında kaçak artar ve hacimsel verim yüzde 84'e düşerse debi 4,53 m³/h'ye iner. Basınç 2,7 katına çıkmasına rağmen debi yalnız yüzde 10 azalmıştır.

Yorum önemlidir. Santrifüj bir pompada aynı basınç artışı debiyi tamamen sıfırlardı. Deplasmanlı makinede basınç ne olursa olsun akış devam eder; sistemin dayanma sınırına kadar pompa çalışmayı sürdürür. Motor gücü ise basınçla doğrusal büyür: P = Q×Δp/(36×η_toplam) bağıntısıyla, 5,01 m³/h ve 6 bar için toplam verim 0,70 alındığında P = 5,01×6/(36×0,70) = 1,19 kW; 16 barda ise 4,53×16/(36×0,72) = 2,80 kW olur.

Viskozite bu ailede tersine çalışır. Sıvı koyulaştıkça iç kaçak azalır ve hacimsel verim yükselir; buna karşılık emiş tarafında dolum güçleşir. Yüksek viskozitede devir düşürülür: 1.000 santistok üzerinde 1.450 d/dk yerine 700 ila 900 d/dk, 10.000 santistok üzerinde 300 ila 500 d/dk tipik uygulamadır. Devri düşürmek debiyi düşürür ama kavitasyonu ve gövde aşınmasını önler.

06Akış yönüne göre santrifüj pompa tipleri nelerdir?

Santrifüj ailenin içindeki ilk gerçek sınıflandırma, sıvının çarktan hangi yönde çıktığına göre yapılır. Üç tip vardır: radyal akışlı, karışık akışlı ve eksenel akışlı. Radyal akışlı çarkta sıvı eksene dik olarak dışarı savrulur; en yüksek basma yüksekliğini, en düşük debiyi verir. Eksenel akışlı çarkta sıvı mil doğrultusunda ilerler; adeta bir gemi pervanesi gibi çalışır, çok yüksek debiyi çok düşük yükseklikte taşır. Karışık akışlı çark ikisinin arasındadır.

Bu üç geometri arasındaki geçiş keyfi değildir; özgül hız denen boyutsuz sayı geçişi belirler. Radyal çark dar ve büyük çaplıdır, kanat genişliği azdır. Debi arttıkça kanat genişler, çark çapı küçülür ve akış çıkışı eksene doğru döner. Eksenel çarka gelindiğinde çark artık bir pervanedir ve gövde bir borudan ibarettir. Tasarımcının elinde tek bir serbestlik vardır ve doğa bu serbestliği geometriyle cezalandırır: aynı makineden hem yüksek basınç hem yüksek debi alınamaz.

Radyal ailenin baskınlığı bina tesisatındaki debi-basınç ihtiyacının doğal sonucudur. Bir apartmanda 12 m³/h debi ve 55 mSS basınç istenirken, bir sulama kanalında 3.000 m³/h debi ve 4 mSS istenir. İki iş aynı makineyle yapılamaz. Santrifüj pompanın iç fiziği /blog/santrifuj-pompa-nedir yazısında ayrıntılı anlatılmıştır.

07Özgül hız ile pompa tipi seçimi nasıl yapılır?

Özgül hız ile pompa tipi seçimi, çark geometrisini tek bir sayıya indirgeyerek yapılır. Özgül hız, bir pompanın en iyi verim noktasındaki devir, debi ve basma yüksekliğini birleştiren boyutsuz benzerlik sayısıdır ve bağıntısı ns = n×√Q / H^0,75 şeklindedir. Burada n devir (d/dk), Q en iyi verim noktasındaki debi (m³/s ya da bölgesel kullanımda m³/h) ve H tek kademe başına basma yüksekliğidir (m). Sayı büyüdükçe çark radyalden eksenele kayar.

Sayısal örnek verelim. 2.900 d/dk'da 45 m³/h ve tek kademede 28 mSS veren bir pompanın özgül hızı, metrik m³/h tabanlı formülle ns = 2.900×√45 / 28^0,75 = 2.900×6,708 / 12,17 = 1.598... bu değer m³/s tabanına çevrildiğinde 45 m³/h = 0,0125 m³/s olur ve ns = 2.900×√0,0125 / 28^0,75 = 2.900×0,1118 / 12,17 = 26,6 çıkar. Sonuç 30'un altında olduğu için bu makine dar kanatlı, yüksek basınçlı radyal çarka sahiptir. Yorum: bu geometri hidrofor ve çok kademeli uygulamalara uygundur, büyük debili transfer işine değil.

İkinci örnek karşılaştırma sağlar. Aynı 2.900 d/dk'da 300 m³/h (0,0833 m³/s) ve 18 mSS veren bir makinede ns = 2.900×0,2887 / 18^0,75 = 837,2 / 8,74 = 95,8 olur. Bu değer karışık akışlı bölgeye düşer; çark geniş kanatlı olacaktır ve makine yüksek basınca zorlanmamalıdır. Aynı iki iş için aynı çark ailesini kullanmaya çalışmak, birinde verim kaybı diğerinde kavitasyon getirir.

Özgül hızın ikinci kullanımı verim tahminidir. Verimin en yüksek olduğu bant ns 40 ila 80 arasıdır; bu bantta iyi bir pompa yüzde 80 ila 88 verim verir. ns 15'in altına inildiğinde disk sürtünmesi baskın hale gelir ve verim yüzde 45 ila 60'a düşer. ns 150'nin üzerinde ise kanat kayıpları artar. Çok düşük ns çıkan bir seçimde doğru hamle, kademe ekleyerek kademe başına yüksekliği düşürmek ve ns'yi verimli banda taşımaktır.

08Kademe sayısına göre pompa çeşitleri: tek kademeli mi çok kademeli mi?

Kademe, bir çark ile onu izleyen difüzörden oluşan hidrolik birimdir; her kademe basma yüksekliğine kendi payını ekler. Tek kademeli pompa 2.900 d/dk'da tipik olarak 15 ila 90 mSS üretir. Daha yüksek yükseklik isteniyorsa iki yol vardır: çark çapını ve devri büyütmek ya da kademe eklemek. Kademe eklemek hemen her zaman daha verimli, daha sessiz ve daha küçük gövdeli çözümü verir.

Çok kademeli makinede toplam yükseklik H_top = z × H_kademe şeklindedir. 2.900 d/dk'da kademe başına 22 mSS veren bir dikey çok kademeli pompada 7 kademe 154 mSS verir. Aynı yüksekliği tek kademede almak, çark çapını yaklaşık 2,6 katına çıkarmayı gerektirir; bu da disk sürtünmesini ve gövde et kalınlığını hızla büyütür. Kademeli çözümde debi sabit kalır, yalnız yükseklik toplanır. Bu konunun ayrıntısı /blog/cok-kademeli-pompa-nedir yazısındadır.

Kademe sayısının sınırı mil dinamiğidir. Kademe arttıkça mil uzar, kritik devir düşer ve titreşim riski artar. Dikey gövdeli makinelerde 20 ila 25 kademeye kadar çıkılabilir; yatay çok kademeli gövdelerde pratik sınır 10 ila 12 kademedir. Ara yataklama gerektiğinde maliyet dengesi değişir ve iki pompayı seri bağlamak daha akıllıca olabilir.

09Montaj yönüne göre: yatay pompa mı dikey pompa mı?

Montaj yönü hidrolik performansı değil, yerleşimi, yatak yükünü ve bakım erişimini değiştirir. Yatay pompada mil yere paraleldir; rulmanlar radyal yükü taşır, ağırlık yataklara dik biner ve bakım için motor yana çekilir. Dikey pompada mil düşeydir; eksenel itme ve dönen kütlenin ağırlığı aynı doğrultuda birikir, bu yüzden üst yatak veya motor yatağı daha ağır seçilir.

Karar çoğunlukla zeminle verilir. Dikey çok kademeli bir makine, aynı debi ve yüksekliği veren yatay makinenin yaklaşık üçte biri kadar taban alanı kaplar. Buna karşılık yüksekliği 1,2 ila 2,2 metreye ulaşır ve motorun sökülebilmesi için üzerinde en az 0,8 metre boşluk gerekir. Kazan dairesi tavanı alçaksa yatay çözüm zorunlu hale gelir. İki seçeneğin ayrıntılı karşılaştırması /blog/yatay-pompa-mi-dikey-pompa-mi ve /blog/dik-milli-pompa-nedir yazılarındadır.

Havanın toplanması da yön farkı yaratır. Dikey gövdede hava en üstte toplanır ve tek bir purjör ile atılır; yatay gövdede hava salyangozun üst noktasında birikir ve purjör konumu yanlışsa cepte kalır. Kavitasyon açısından ise dikey makinelerin emiş ağzı çoğu zaman zemine daha yakındır, bu da mevcut net pozitif emiş yüksekliğini birkaç metre iyileştirir.

10Rotor tipine göre: ıslak rotorlu mu kuru rotorlu mu?

Islak rotorlu pompa, motorun rotorunun pompalanan sıvının içinde döndüğü, mil salmastrasının bulunmadığı yapıdır. Rotor ile stator arasına ince bir paslanmaz kovan konur; sıvı rotoru hem yağlar hem soğutur. Kuru rotorlu pompada motor tamamen sıvıdan ayrıdır ve mil, mekanik salmastra ile sızdırmazlık altına alınır. Isıtma ve soğutma sirkülasyon hatlarında ıslak rotor, transfer ve yüksek sıcaklık hatlarında kuru rotor baskındır.

Islak rotorun avantajı sızdırmazlık bakımının olmamasıdır: salmastra yoksa değişecek parça da yoktur, ses seviyesi 32 ila 45 dB(A) bandında kalır ve ünite sessizdir. Dezavantajı güç sınırıdır; ıslak rotorlu makineler pratik olarak 2,5 kW'a kadar üretilir ve rotor boşluğundaki sıvı sürtünmesi verimi sınırlar. Kirli veya katı içeren sıvı rotor boşluğunu tıkar; bu yüzden ıslak rotor yalnız temiz, şartlandırılmış kapalı devre suyunda kullanılır.

Kuru rotorlu makineler 0,55 kW'tan 400 kW'a kadar geniş bir bantta bulunur ve motor verimi doğrudan IE sınıfından okunur. Bedeli mekanik salmastradır: 8.000 ila 25.000 saatte bir bakım isteyen, kuru çalıştığında saniyeler içinde tahrip olan bir parçadır. Islak rotorlu elektronik sirkülasyon pompalarının seçimi için /blog/sirkulasyon-pompasi-nasil-secilir ve /blog/elektronik-sirkulasyon-pompasi-mi-klasik-mi yazıları ayrıntı verir. Grundfos Magna3 ve Grundfos Alpha2 bu sınıfın yaygın örnekleridir.

11Emiş kabiliyetine göre: kendinden emişli pompa nedir?

Kendinden emişli pompa nedir sorusunun cevabı şudur: emiş hattındaki havayı kendi başına tahliye ederek suyu yukarı çekebilen, çalışmaya başlamak için hattın önceden su dolu olmasını gerektirmeyen pompadır. Standart bir santrifüj pompa bunu yapamaz; çark hava ile dolduğunda üretilen basınç farkı havanın düşük yoğunluğu nedeniyle yaklaşık 800 kat azalır ve pompa suyu çekemez. Bu yüzden normal santrifüj pompa daima su altında veya dolu emişte çalışır.

Kendinden emiş üç yöntemle sağlanır. Birincisi sıvı halkalı çözüm: gövdede tutulan su, çark tarafından bir halka oluşturacak şekilde döndürülür ve hava kabarcıkları bu halka içinde taşınıp basma tarafında ayrılır. İkincisi yan kanallı yapı. Üçüncüsü jet (ejektör) düzeneğidir: basılan suyun bir kısmı bir memeden geçirilerek hızlandırılır, oluşan düşük basınç emiş hattındaki suyu yukarı çeker. Jet çözümünün ayrıntısı /blog/jet-pompa-nedir yazısındadır.

Emiş yüksekliğinin fiziksel sınırı atmosfer basıncıdır. Deniz seviyesinde 20 santigrat derecedeki su için teorik sınır 10,33 metredir; sürtünme kaybı, buhar basıncı ve emniyet payı düşüldüğünde pratik sınır 7 ila 8 metredir. Rakım 1.000 metreye çıktığında atmosfer basıncı yaklaşık 0,89 bara düşer ve pratik sınır 6 ila 6,5 metreye iner. Su sıcaklığı 60 santigrat dereceye çıktığında buhar basıncı 0,199 bara yükselir ve emiş sınırı yaklaşık 5,3 metre daha azalır. Bu hesabın tamamı /blog/npsh-nedir yazısında adım adım verilmiştir.

12Konumuna göre: dalgıç, drenaj ve kuyu pompaları

Dalgıç pompa, motoru ve hidroliği birlikte sıvının içine indirilen, soğutmasını çevresindeki sıvıdan alan pompadır. Emiş problemi yoktur çünkü pompa zaten sıvının altındadır; net pozitif emiş yüksekliği sorunu kendiliğinden çözülür. Ailenin üç ana kolu vardır: derin kuyu için ince gövdeli çok kademeli tipler, atık su ve drenaj için tek kademeli kalın kanallı tipler, sintine ve taşkın için taşınabilir küçük tipler.

Drenaj ve atık su tarafında ayrım katı geçirgenliğine göre yapılır. Temiz su drenajında 10 milimetreye kadar tanecik geçirilir. Gri su ve yağmur suyunda 30 ila 50 milimetrelik geçiş kanalı istenir. Foseptik ve pis su hattında lifli malzeme nedeniyle ya çok geniş kanallı çark ya vorteks çark ya da bıçaklı parçalayıcı gerekir. Ürün seçenekleri /urunler/pompa-sistemleri/drenaj-atik-su sayfasındadır; Grundfos Unilift bu sınıfın taşınabilir tarafında yaygın kullanılan bir seridir.

Kuyu tarafında gövde çapı belirleyicidir. 4 inç kuyuya 3,5 ila 3,8 inç gövde, 6 inç kuyuya 5,5 inç gövde girer. Kademe sayısı derinliğe göre 5'ten 40'a çıkabilir. Kritik nokta motor soğutmasıdır: dalgıç motor çevresindeki suyun en az 0,15 ila 0,5 m/s hızla akmasını ister. Kuyu çapı gövdeye göre çok genişse akış hızı düşer ve motor aşırı ısınır; çözüm, motorun etrafına soğutma gömleği takmaktır. Bu ayrıntı sahada en sık atlanan motor arızası sebebidir.

13Uygulamaya göre pompa çeşitleri haritası

Uygulama adları temel tipler değil, temel tiplerin belirli bir işe göre paketlenmiş halidir. Bir sirkülasyon pompası, ıslak rotorlu tek kademeli radyal santrifüj makinedir. Bir hidrofor grubu, dikey çok kademeli santrifüj pompalar, genleşme tankı, basınç sensörü ve kumanda panosundan oluşan bir settir. Bir yangın pompası ise standardın belirlediği eğri, sertifika ve yedeklilik kurallarına uyacak şekilde seçilmiş bir santrifüj makinedir.

Hidrofor tarafındaki seçim yöntemi /blog/hidrofor-nasil-secilir yazısında, sabit hızlı ve frekans kontrollü karşılaştırması /blog/klasik-mi-frekans-kontrollu-hidrofor-mu yazısında ele alınmıştır. Ürün grupları için /urunler/pompa-sistemleri/kullanim-suyu-hidroforlari ve /urunler/pompa-sistemleri/yangin-hidroforlari sayfalarına bakılabilir. Grundfos Hydro Multi serisi, hazır hidrofor grubu tarafında sık karşılaşılan bir örnektir. Yangın tarafında NFPA 20 ve TS EN 12845 kuralları seçimi doğrudan kısıtlar; bu iki standart eğrinin şeklini, yedek pompa ve dizel motor gerekliliğini belirler.

14Pozitif deplasmanlı pompa alt tipleri nelerdir?

Pozitif deplasmanlı aile, hacmi öteleme biçimine göre iki kola ayrılır: dönel ve pistonlu. Dönel kolda dişli, vidalı, loblu, kanatlı ve peristaltik tipler bulunur; akış nispeten düzgündür. Pistonlu kolda piston, pleyncır ve diyaframlı tipler vardır; akış nabızlıdır ama çok yüksek basınç üretilebilir. Sıvının hassasiyeti, viskozitesi ve istenen basınç bu kolları birbirinden ayırır.

Dişli pompa çalışma prensibi bu ailedeki en yaygın çözümdür ve iki tasarımı vardır: dıştan dişli tip yüksek basınç için, içten dişli tip yüksek viskozite ve düşük gürültü için uygundur. Vidalı pompa nedir sorusunun cevabı ise şudur: helis biçimli bir veya birkaç vidanın gövde içinde dönerek sıvıyı eksenel yönde ittiği, nabızsız akış üreten dönel deplasmanlı pompadır. Tek vidalı eksantrik tipler çamur ve katı içeren sıvılarda, üç vidalı tipler yakıt ve yağlama devrelerinde kullanılır.

Pistonlu pompa basıncı bu ailenin en yüksek değerlerine ulaşır; endüstriyel yıkama uygulamalarında 150 ila 250 bar, özel hidrolik uygulamalarda 400 bar üstü değerler görülür. Buna karşılık debi küçüktür ve akış nabızlıdır; hatta mutlaka bir nabız sönümleyici ve emniyet vanası bulunmalıdır.

15Dozaj ve diyaframlı pompalar hangi kriterle seçilir?

Dozaj pompası, bir kimyasalı zamana göre ölçülü ve tekrarlanabilir miktarda sisteme veren, çoğunlukla diyaframlı yapıda bir pozitif deplasmanlı pompadır. Bu ailede belirleyici parametre debi değil, doğruluktur. İyi bir dijital dozaj ünitesi yüzde 1'in altında tekrarlanabilirlik verir ve 1:1.000 gibi geniş bir ayar aralığında çalışır. Klasik salınımlı tiplerde ayar aralığı 1:10 ile 1:20 arasındadır.

Diyaframlı pompa, sıvının yalnız zar ve iki çek valfle temas ettiği, dönen sızdırmaz parça içermeyen bir yapıdır. Bu yapı asit, kostik, sodyum hipoklorit gibi agresif kimyasallarda sızıntı riskini pratik olarak ortadan kaldırır. Zar malzemesi kimyasala göre seçilir: politetrafloretilen kaplı zar hemen tüm kimyasallara uyar, elastomer zarlar daha ucuzdur ama uyumluluk listesi dardır.

Dozaj hesabı basittir ama sık yanlış yapılır. Örnek: 40 m³/h debili bir hatta 3 ppm serbest klor isteniyor ve kullanılan çözelti yüzde 12'lik sodyum hipoklorittir. Saatte gereken saf klor 40.000 litre × 3 mg/L = 120.000 mg = 120 gram olur. Yüzde 12'lik çözeltinin 1 litresinde yaklaşık 120 gram etkin klor bulunduğuna göre gereken çözelti 1,0 litre/saat, yani 0,001 m³/h'tir. Yorum: bu debi çok küçüktür; yanlışlıkla 4 litre/saatlik bir ünite seçilir ve minimum strok altında çalıştırılırsa dozaj kararsızlaşır. Ünite, çalışma noktası kendi kapasitesinin yüzde 30 ila 70 bandına gelecek şekilde seçilmelidir.

Peristaltik pompa nerede kullanılır sorusunun cevabı bu noktada devreye girer: kireç sütü, polimer, aktif karbon süspansiyonu gibi çöken ve aşındıran sıvılarda diyafram valfleri tıkanır. Peristaltik yapıda valf yoktur, sıvı yalnız hortumun içindedir; tıkanma ve kimyasal temas sorunu ortadan kalkar. Bedeli, 1.500 ila 8.000 saatte bir değişmesi gereken hortumdur. Dozaj ekipmanları /urunler/aritma-sistemleri/dozaj-uniteleri sayfasında, kimyasal şartlandırma bütünü /urunler/aritma-sistemleri/yumusatma-sistemleri sayfasında yer alır. Grundfos Smart Digital serisi bu sınıfın dijital tarafındaki yaygın örneğidir.

16Sıvı tipi seçimi nasıl daraltır?

Seçimin ilk kapısı her zaman sıvıdır, çünkü sıvı yanlış anlaşılırsa geri kalan bütün hesap boşa gider. Beş özellik sorgulanır: viskozite, katı madde içeriği ve tane boyu, aşındırıcılık, kimyasal saldırganlık ve sıcaklık. Bu beş cevap tip ailesini, malzemeyi ve sızdırmazlık çözümünü aynı anda belirler.

Viskozite eşiği pratikte üç bölgeye ayrılır. 1 ila 20 santistok arası su benzeri sıvılardır ve santrifüj çözüm en ucuzdur. 20 ila 150 santistok arası geçiş bölgesidir; santrifüj pompa kullanılabilir ama katalog eğrisi düzeltme katsayılarıyla aşağı çekilir; 100 santistokta debi düzeltmesi yaklaşık yüzde 5 ila 10, yükseklik düzeltmesi yüzde 5 ila 12, verim düzeltmesi yüzde 20 ila 35 kayıptır. 150 santistok üzerinde deplasmanlı çözüm hem daha verimli hem daha küçük motorludur.

Katı madde iki soruyu birden sorar: tane ne kadar büyük ve ne kadar aşındırıcı. Yumuşak ve küçük tanecikler kapalı çarkla geçirilir. Lifli malzeme kanalı sarar; bu durumda vorteks çark ya da tek kanallı çark gerekir. Sert ve keskin taneler (kum, cüruf) çarkı aşındırır; bu durumda ya sert dökme demir, ya kauçuk kaplama, ya da peristaltik çözüm seçilir. Sıcaklık ise contayı ve salmastrayı belirler: 110 santigrat derece üzerinde soğutmalı salmastra, 140 santigrat derece üzerinde özel elastomer gerekir.

17Seçim akış şeması: dört adımda doğru tip

Doğru tip, dört soruya sırayla cevap vererek bulunur. Sıra önemlidir: sıvı, basınç, debi, ardından montaj ve kumanda. Sıranın bozulması, örneğin önce marka veya model seçilmesi, sahadaki yanlış seçimlerin büyük çoğunluğunun sebebidir.

• Adım 1, sıvı: viskozite 150 santistok üzerindeyse, sıvı ölçülü dozajlanacaksa veya kesme kuvvetine duyarlıysa doğrudan pozitif deplasmanlı aileye geçilir. Değilse santrifüj aile ile devam edilir.
• Adım 2, basınç: gereken basınç 25 barın üzerindeyse pistonlu veya çok kademeli özel çözüm gerekir. 3 ila 25 bar bandı dikey çok kademeli santrifüj alanıdır. 1 ila 12 mSS bandı kapalı devre sirkülasyon alanıdır.
• Adım 3, debi: 200 m³/h üzerindeki debilerde çift emişli veya karışık akışlı gövdeler devreye girer. 1 m³/h altındaki debilerde santrifüj verimi çöker; yan kanallı ya da deplasmanlı çözüm değerlendirilir.
• Adım 4, özgül hız denetimi: seçilen devir, debi ve kademe başına yükseklikle ns hesaplanır. Sonuç 15'in altındaysa kademe eklenir, 130'un üzerindeyse karışık veya eksenel akışlı gövdeye geçilir.
• Adım 5, emiş denetimi: mevcut net pozitif emiş yüksekliği hesaplanır ve pompanın istediği değerin en az 0,5 metre üzerinde olduğu doğrulanır. Aksi halde pompa dalgıç tipe veya dolu emişe alınır.
• Adım 6, kumanda: debi talebi değişken mi sabit mi sorulur. Değişkense frekans konvertörlü tip, sabitse sabit devirli tip seçilir.

Bu şema endüstriyel ölçekte /blog/endustriyel-pompa-nasil-secilir yazısında, kapalı devre ısıtma tarafında ise /blog/sirkulasyon-pompasi-nasil-secilir yazısında sayısal örneklerle genişletilmiştir. Su temini tarafında Grundfos Scala2 gibi kompakt kendinden emişli üniteler tek konut ölçeğinde adım 2 ve 3'ü tek üründe birleştirir.

18Verim, enerji sınıfı ve tip seçiminin ilişkisi

Enerji tüketimi tip seçiminin doğrudan sonucudur ve mevzuat bunu tipe göre farklı ölçer. Kapalı devre ıslak rotorlu sirkülasyon pompaları ErP 641/2009 kapsamındadır ve enerji verimlilik endeksi ile ölçülür; piyasaya sürülebilmesi için endeks değerinin 0,23'ün altında olması gerekir. Kuru rotorlu su pompaları ise ErP 547/2012 kapsamında minimum verim endeksi ile denetlenir. Pozitif deplasmanlı pompalar bu düzenlemelerin dışındadır; onlarda ölçüt motorun IE sınıfı ve toplam sistem verimidir.

Sayısal karşılaştırma yapalım. Yılda 5.500 saat çalışan, ortalama 1,8 kW çeken sabit devirli bir sirkülasyon pompası yılda 9.900 kWh tüketir. Aynı görevi değişken basınç modunda gören elektronik bir pompa ortalama 0,74 kW çekerse yıllık tüketim 4.070 kWh olur. Fark 5.830 kWh'tir; kWh maliyeti 2,90 lira alındığında yıllık tasarruf 16.907 lira olur. Yorum: cihaz farkı çoğu binada 12 ila 20 ay içinde geri döner. Bu hesabın uzun hali /blog/sirkulasyon-pompasi-ne-kadar-elektrik-harcar yazısındadır.

Tip seçiminin verime etkisi kumandadan daha büyüktür. Yanlış aileden seçilmiş bir makine, en iyi frekans konvertörüyle bile doğru aileye yetişemez. 800 santistok viskoziteli bir yağı santrifüj pompayla taşımaya çalışmak, aynı işi vidalı pompayla yapmaya göre 2,5 ila 4 kat fazla enerji harcar. Doğru sıra şudur: önce doğru aile, sonra doğru gövde, en sonda doğru kumanda.

19Sık yapılan 5 hata

Birinci hata, deplasmanlı pompanın basma hattına kısma vanası koymak veya emniyet vanasını atlamaktır. Sonuç, ilk kapanmada gövde veya hortum patlamasıdır. Emniyet vanası pompaya en yakın noktaya konur, çıkışı emiş tankına döner ve ayar basıncı çalışma basıncının en fazla yüzde 20 üstüne kurulur. Bu vana hiçbir koşulda kesme vanasının arkasında kalmamalıdır.

İkinci hata, santrifüj pompayı "her ihtimale karşı" büyük seçmektir. Aşırı büyük seçilen pompa eğrinin sağ ucuna kayar, gereken güç küple büyür, mevcut emiş yüksekliği ihtiyacı karşılamaz ve kavitasyon başlar. Kavitasyonun belirtileri ve önlenmesi /blog/pompa-kavitasyonu-nedir yazısında anlatılmıştır. Doğru yaklaşım, hesabı gerçek dirençle yapıp en iyi verim noktasının yüzde 70 ila 120 bandında kalmaktır.

Üçüncü hata, uygulama adını temel tip sanmaktır. "Bize bir hidrofor lazım" cümlesi bir tip belirtmez; hangi debi, hangi basınç, kaç pompa, hangi kumanda sorularının cevabı gerekir. Aynı şekilde "dalgıç pompa" ifadesi kuyu tipini mi drenaj tipini mi kastettiğini söylemez ve iki makine birbirinin yerine kullanılamaz.

Dördüncü hata, viskoziteyi katalog eğrisine yansıtmamaktır. Katalog eğrileri 1 santistok ve 20 santigrat derecedeki su içindir. 200 santistok bir sıvıda aynı pompa, kataloğun vaat ettiği debinin yüzde 75'ini, yüksekliğin yüzde 80'ini ve verimin yarısını verir. Sonuç, motorun aşırı yüklenmesi ve termik atmasıdır.

Beşinci hata, dozaj ünitesini kapasitenin dibinde çalıştırmaktır. Yüzde 10 stroka ayarlanmış bir dozaj pompası, valf oturma toleransı nedeniyle yüzde 15 ila 30 sapma gösterir. Ünite, hesaplanan debinin kendi kapasitesinin yüzde 30 ila 70 bandına düşeceği şekilde seçilmelidir; gerekirse daha küçük kapasiteli bir model tercih edilir.

20Devreye alma kontrol listesi

• Sıvı bilgisi yazılı olarak doğrulandı: cinsi, sıcaklığı, yoğunluğu, viskozitesi, katı içeriği ve tane boyu kayıt altına alındı.
• Seçilen tip, hesaplanan özgül hız değeriyle uyumlu bulundu; ns 15 ila 130 bandının dışındaysa gövde veya kademe sayısı revize edildi.
• Mevcut net pozitif emiş yüksekliği hesaplandı ve pompanın istediği değerin en az 0,5 metre üzerinde olduğu doğrulandı.
• Emiş hattı pompaya doğru sürekli yükselen eğimde, hava cebi oluşturmayacak şekilde döşendi; eksantrik redüksiyon düz yüzü üstte kullanıldı.
• Pislik tutucu emiş hattına takıldı ve ilk 48 saatte iki kez temizlenmek üzere işaretlendi. Ürünler /urunler/tesisat-ekipmanlari/pislik-tutucu sayfasındadır.
• Pozitif deplasmanlı makinede basınç emniyet vanası takıldı, ayar değeri ölçüldü ve etiketlendi.
• Dönüş yönü, kısa süreli yol verilerek pompa üzerindeki okla karşılaştırıldı; ters dönüşte üç fazdan ikisi yer değiştirildi.
• Emiş ve basma manometreleri takıldı; fark basıncı ölçülerek gerçek basma yüksekliği hesaplandı ve katalog eğrisiyle karşılaştırıldı.
• Çekilen akım üç fazda ayrı ayrı ölçüldü, motor etiket değerinin yüzde 95'ini aşmadığı doğrulandı; fazlar arası fark yüzde 5'in altında tutuldu.
• Kapalı vana denemesi yalnız santrifüj makinede ve en fazla iki dakika süreyle yapıldı; deplasmanlı makinede hiç yapılmadı.
• Titreşim ölçümü alındı; yatay gövdede 4,5 mm/s efektif hız sınırı aşılmadı. Ses seviyesi bir metreden ölçülüp kayda geçti.
• Çalışma noktası tutanağa yazıldı: debi, basma yüksekliği, çekilen güç, akım, sıcaklık ve tarih.

21Sık Sorulan Sorular

Pompa çeşitleri nelerdir, en kısa özet nedir?

Pompalar iki ana aileye ayrılır. Dinamik ailede, yani santrifüj pompa grubunda, dönen bir çark sıvıya hız kazandırır ve debi sistem direncine göre değişir. Pozitif deplasmanlı ailede bir hacim mekanik olarak ötelenir ve debi devirle sabit kalır. Radyal, eksenel, çok kademeli, dalgıç, dişli, pistonlu gibi bütün adlar bu iki ailenin alt dallarıdır.

Santrifüj pompa mı deplasmanlı pompa mı daha verimlidir?

Cevap sıvıya bağlıdır. Su ve su benzeri sıvılarda, yani 20 santistok altında, santrifüj pompa yüzde 65 ila 85 verimle daha ucuz ve daha küçük çözümdür. 150 santistok üzerinde denge tersine döner; deplasmanlı makine verimini korurken santrifüj makinenin verimi yüzde 30'un altına iner. Kesişme bölgesi tipik olarak 100 ila 200 santistok arasındadır.

Kendinden emişli pompa ile dalgıç pompa arasında hangisi seçilmeli?

Su seviyesi pompanın altında 7 metreden fazla derindeyse dalgıç tip zorunludur. 7 metrenin üzerindeki sığ kuyularda, sarnıçlarda ve depolarda kendinden emişli yüzey pompası hem daha kolay bakım hem daha düşük kablo maliyeti sağlar. Kararı rakım ve su sıcaklığı da etkiler; 1.000 metre rakımda pratik emiş sınırı 6 metreye iner.

Hidrofor grubu ayrı bir pompa tipi midir?

Hayır. Hidrofor grubu, çoğunlukla dikey çok kademeli santrifüj pompalardan, genleşme tankından, basınç sensöründen ve kumanda panosundan oluşan bir sistemdir. Tip olarak santrifüj ailesindedir. Grup adı yalnız işlevi anlatır: hattı sabit basınçta tutmak. Seçim yöntemi /blog/hidrofor-nasil-secilir yazısında adım adım verilmiştir.

Peristaltik pompa nerede kullanılır ve dezavantajı nedir?

Peristaltik pompa, çöken, aşındıran ve valf tıkayan sıvılarda kullanılır: kireç sütü, polimer çözeltisi, aktif karbon süspansiyonu ve yoğun çamurlar tipik alanlarıdır. Sıvı yalnız hortumla temas ettiği için kimyasal uyumluluk kolayca sağlanır. Dezavantajı hortum ömrüdür; uygulamaya göre 1.500 ila 8.000 saatte bir hortum değişimi ve planlı duruş gerektirir.

Dişli pompa çalışma prensibi nedir ve nerede tercih edilir?

Dişli pompa, birbiriyle kavrayan iki dişli çarkın diş boşluklarında sıvıyı gövde çeperi boyunca emişten basmaya taşıması esasına dayanır. Yağ, gres, yakıt ve orta viskoziteli akışkanlarda tercih edilir; tipik basınç bandı 4 ila 30 bardır. Katı tanecikli sıvıda kullanılmaz, çünkü dişli boşluğu mikron mertebesindedir ve tanecik dişleri hızla aşındırır.

Vidalı pompa nedir ve dişli pompadan farkı nedir?

Vidalı pompa, helis biçimli bir veya birkaç vidanın gövde içinde dönerek sıvıyı eksenel yönde ittiği dönel deplasmanlı bir makinedir. Dişli pompadan iki farkı vardır: akış tamamen nabızsızdır ve kesme kuvveti çok düşüktür. Bu nedenle katı içeren çamurlarda, hassas emülsiyonlarda ve yüksek viskoziteli yakıtlarda dişli pompaya göre daha uygundur.

Pistonlu pompa basıncı ne kadar yükselebilir ve sınırı ne belirler?

Endüstriyel yıkama uygulamalarında 150 ila 250 bar, özel hidrolik ve test uygulamalarında 400 barın üzerine çıkılabilir. Sınırı pompa değil, hattaki en zayıf eleman belirler: hortum, flanş, conta ve emniyet vanasının ayar sınırı. Nabızlı akış nedeniyle sönümleyici kullanılmazsa yorulma çatlağı riski basınç sınırından önce devreye girer.

Aynı işi hem santrifüj hem deplasmanlı pompa yapabiliyorsa hangisi seçilir?

Örtüşme bölgesinde, yani 20 ila 150 santistok ve 4 ila 25 bar bandında, karar toplam sahip olma maliyetiyle verilir. Debi kararlılığı ve dozaj doğruluğu önemliyse deplasmanlı, ilk yatırım ve bakım kolaylığı öncelikliyse santrifüj seçilir. Nabızsız akış zorunluysa ve katı tanecik varsa denge yine deplasmanlı tarafa kayar.

Pompa tipi seçiminde ilk hangi bilgi istenmelidir?

Sıvının kendisi. Cinsi, sıcaklığı, yoğunluğu, viskozitesi, katı içeriği ve kimyasal saldırganlığı bilinmeden yapılan hiçbir hesap güvenilir değildir. Debi ve basınç ikinci sıradadır; marka ve model ise en son gelir. Sahadaki yanlış seçimlerin büyük çoğunluğu, sıvı bilgisi eksikken doğrudan modele atlanmasından kaynaklanır.

Doğru aileden başlayan bir seçim, sonraki on yılın enerji ve bakım faturasını belirler. Projenizin debi, basınç ve sıvı verilerini paylaşırsanız Vekron Mekanik mühendislik ekibi tip ailesini, gövde yapısını ve kumanda biçimini birlikte değerlendirip alternatifli bir öneri hazırlar. Ürün gruplarını /urunler/pompa-sistemleri sayfasında inceleyebilir, seçim desteği için /iletisim sayfasından bize ulaşabilirsiniz.