Pompa próżniowa

Pompa próżniowa to urządzenie, które wykorzystuje się do usuwania gazów z zamkniętej przestrzeni. Usuwanie gazu powoduje obniżenie ciśnienia w przestrzeni do poziomu wymaganego np. do przeprowadzenia procesu przemysłowego lub technologicznego. Układy próżniowe mimo, że kojarzą się z przemysłem chemicznym, produkcyjnym lub przetwórczym to w kontekście instalacji HVAC wykorzystuje się równie powszechnie zwłaszcza w instalacjach freonowych: klimatyzacyjnych i innych układach chłodniczych. Próżnia pozwala na osuszanie układów freonowych, pozbycie się z nich zawartości innych gazów, sprawdzenie szczelności instalacji i wtłoczenie gazów technicznych niezbędnych do przeprowadzenia procesu obiegu termodynamicznego czynnika chłodniczego oraz zapewnienia prawidłowych warunków pracy sprężarki.

Zastosowanie pomp próżniowych

Pompy próżniowe powszechnie stosowane są między innymi w:

• instalacjach HVAC – w chłodnictwie próżnia pozwala usunąć powietrze przed napełnienie układu czynnikiem chłodniczym
• laboratoriach – do przeprowadzania eksperymentów w warunkach niskiego ciśnienia oraz do analizy gazów
• w przemyśle metalurgicznym – w którym stosuje się odlewanie próżniowe oraz spienianie metali
• w medycynie – są powszechnie stosowane w respiratorach i aparaturze medycznej
• w przemyśle farmaceutycznym – gdzie próżnie stosuje się do sterylizacji i suszenia przyrządów medycznych

Pompy próżniowe wykorzystywane są również w produkcji elektroniki zapewniając sterylność i czystość produkcji, a także w codziennym życiu: np. do pakowania próżniowego żywności co przedłuża jej świeżość poprzez usunięcie tlenu z opakowania.

W jaki sposób działa pompa próżniowa?

Praca pompy próżniowej polega na stałym zasysaniu wszystkich gazów znajdujących się w obszarze jej działania. Zasysanie gazów z układu obniża ciśnienie końcowe układu i pozwala usunięty gaz zastąpić innym lub pozostawić układ w szczelnej próżni. Usunięcie gazów z układu prowadzi do wytworzenia podciśnienia czyli ciśnienia niższego niż ciśnienie atmosferyczne.

Każda pompa próżniowa wytwarza próżnie w nieco inny sposób. Wyróżnia się kilka podstawowych rodzajów pomp próżniowych różniących się od siebie sposobem pracy, obszarem zastosowania i sposobem filtracji gazu. Wyróżnia się następujące rodzaje pomp próżniowych:

• pompy tłokowe – które sprężają powietrze poprzez obracający się wirnik
• pompy łopatkowe – których działanie opiera się na wirniku umieszczonym mimośrodowo w cylindrze pompy
• pompy śrubowe – bezolejowe pompy, w których pracują dwie przeciwbieżne śruby
• pompy strumieniowe (ejektorowe) – pompy próżniowe, które mogą używać cieczy do usuwania gazów. Działają dzięki przepływającemu przez zwężkę Venturiego strumienieniowi gazu lub cieczy, który wytwarza podciśnienie zasysając gaz z układu.
• pompy dyfuzyjne – które wykorzystują zjawisko dyfuzji gazów
• pompy molekularne – działające w polu magnetycznym lub elektrycznym
• pompy membranowe – idealne do pracy z agresywnym środowiskiem chemicznym

W efekcie pracy pompy próżniowej osiągnięcie ciśnienia końcowego w zamkniętej przestrzeni osiągając minimalne możliwe do wytworzenia przez daną pompę podciśnienie na wylocie pompy.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze pompy próżniowej?

Kluczowymi parametrami charakteryzującymi pracę pomp próżniowych wpływającymi na ich prace są: szybkość pompowania, ciśnienie końcowe, typ pompy, rodzaj smarowania i zastosowanie w pompie filtry i zabezpieczenia.

Szybkość pompowania

To parametr, który charakteryzuje szybkość z jaką pompa próżniowa usuwa gaz z układu. Parametr ten podaje się zazwyczaj w l/min. Im większa jest instalacja, do której wykorzystywana jest pompa tym większa powinna być jej wydajność.

Ciśnienie końcowe osiągane przez pompę próżniową

Ciśnienie końcowe to minimalne ciśnienie jakie dany typ pompy może osiągnąć w układzie próżni. W kontekście wykorzystania pomp próżniowych w instalacjach chłodniczych najważniejsze jest aby pompa próżniowa była w stanie osiągnąć takie ciśnienie końcowe, przy którym możliwe jest pełne odparowanie wilgoci znajdującej się w układzie.

Typ i rodzaj pompy

Można wyróżnić pompy jednostopniowe, dwustopniowe wymagające osiągnięcia próżni wstępnej itp.

Rodzaj smarowania

Pompy próżniowe olejowe to najpopularniejsze pompy próżniowe stosowane na rynku instalacyjnym. Bezolejowe specjalistyczne pompy są droższe i rzadziej spotykane.

Dobór odpowiedniej pompy w instalacjach HVAC

Dla instalacji HVAC wyżej wymienione parametry są oczywiście kluczowe ale w zależności od wielkości instalacji stosuje się najczęściej:

• pompy jednostopniowe o wydajności 40-55 l/min dla małych układów chłodniczych do 5kW
• pompy jednostopniowe lub dwustopniowe o wydajności 80-110 l/min wytwarzające próżnię w większych układach multisplit i VRF
• dwustopniowe pompy o wydajności 150-300 l/min w dużych rozbudowanych układach VRF i instalacjach przemysłowych.

Dobierając pompę próżniową w instalacjach HVAC należy bezwzględnie pamiętać o tym, że pompa musi mieć w standardzie możliwość podłączenia manometru oraz zaworu odcinającego aby w pełni kontrolować i monitorować proces wytwarzania próżni wstępnej i końcowej oraz aby uniknąć wystąpienia zasysania oleju do układu chłodniczego.

Eksploatacja i konserwacja pomp próżniowych

Aby pompa próżniowa spełniała swoje deklarowane przez producenta parametry i pracowała jak najdłużej niezbędne jest jej regularne czyszczenie i wymiana oleju (w przypadku pomp olejowych).

Prawidłowa konserwacja zapobiega obniżeniu osiągane ciśnienia końcowego pompy, obniża ryzyko uszkodzenia sprężarki pompy oraz zapewnia wysoką sprawność i jakość pracy pompy uniemożliwiając zanieczyszczenie układu chłodniczego.

Aby pompa próżniowa pracowała optymalnie, po każdym jej użyciu należy sprawdzić stan filtra, poziomu oleju i szczelności połączeń.