Pompes en série ou en parallèle : quelle est la différence ?

Quelle est la différence entre les pompes en série et les configurations à débit parallèle ?

Les pompes en série augmentent la pression, tandis que les pompes en parallèle augmentent le débit. Le choix entre série et parallèle dépend des exigences spécifiques du système.

Dans cet article de blog, nous approfondirons les caractéristiques et les applications des pompes en série et en parallèle.

Qu'est-ce que les pompes en série

Les pompes en série font référence à une configuration dans laquelle plusieurs pompes sont connectées séquentiellement, le refoulement d'une pompe alimentant directement l'aspiration de la suivante.

Cet agencement est utilisé pour atteindre des pressions de refoulement plus élevées que celles qu’une seule pompe peut fournir.

Les pompes centrifuges sont couramment utilisées dans des configurations en série pour surmonter de grandes hauteurs statiques ou transporter des fluides sur de longues distances.

Formule des pompes en série

La formule pour les pompes en série est simple :

H_{total} = H1 + H2 + … + Hn

Où H_total est la hauteur totale produite par les pompes en série, et H1, H2, etc. sont les hauteurs individuelles produites par chaque pompe. Le débit reste constant dans toutes les pompes de la série.

Avantages des pompes en série

• Augmentation de la pression totale de la tête
• Capacité à surmonter de grandes hauteurs statiques
• Efficacité améliorée pour les applications à haute hauteur et faible débit
• Flexibilité pour ajuster les performances du système en ajoutant ou en supprimant des pompes
• Consommation d'énergie réduite par rapport à une seule grande pompe
• Fiabilité améliorée grâce à la redondance

Inconvénients des pompes en série

• Complexité accrue de la conception et du contrôle du système
• Coûts initiaux plus élevés en raison de plusieurs unités de pompage
• Potentiel de cavitation dans les pompes en aval si elles ne sont pas correctement conçues
• Besoins de maintenance accrus
• Encombrement plus important par rapport à une seule pompe
• Potentiel d’accumulation de pression et de dommages à l’équipement s’il n’est pas correctement géré

Exemples de pompes en série

• Pompes centrifuges multicellulaires dans les systèmes d'approvisionnement en eau
• Pompes à eau d'alimentation de chaudière dans les centrales électriques
• Stations de surpression pour pipelines pour le transport de fluides sur de longues distances
• Systèmes de distribution d'eau pour les immeubles de grande hauteur
• Usines de dessalement par osmose inverse
• Opérations minières pour le transport de boues sur de longues distances

Qu'est-ce que les pompes en parallèle

Les pompes en parallèle font référence à un arrangement dans lequel deux pompes ou plus sont connectées à une conduite de refoulement commune et partagent les mêmes conditions d'aspiration.

Cette configuration est utilisée pour augmenter le débit d'un système tout en conservant la même hauteur. Dans une configuration parallèle, les pompes fonctionnent simultanément, chacune contribuant au débit total.

Le pompage parallèle est couramment utilisé dans les systèmes nécessitant des débits variables ou ayant une demande fluctuante.

Formule de pompes en parallèle

La formule pour les pompes en parallèle se concentre sur l'addition des débits. Pour des pompes identiques en parallèle, le débit total (Q_total) est la somme des débits des pompes individuelles :

Q_{total} = Q_1 + Q_2 + … + Q_n

Où Q_1, Q_2, etc. représentent les débits des pompes individuelles.

Pour la hauteur (H), toutes les pompes en parallèle fonctionnent à la même hauteur :

H_{total} = H_1 = H_2 = … = H_n

La courbe de pompe composite pour les pompes parallèles est créée en additionnant les débits horizontalement à des valeurs de hauteur constantes.

Avantages des pompes en parallèle

• Flexibilité accrue du système pour gérer les différentes demandes de débit
• Efficacité énergétique améliorée pendant les périodes de faible débit
• Fiabilité améliorée grâce à la redondance
• Possibilité de maintenir une capacité partielle en cas de panne d'une pompe
• Entretien plus facile car les pompes individuelles peuvent être entretenues sans arrêter l'ensemble du système
• Meilleure adaptation du débit de la pompe aux exigences du système
• Usure réduite des pompes individuelles grâce au partage de charge

Inconvénients des pompes en parallèle

• Possibilité de déséquilibre hydraulique si les pompes ne sont pas correctement adaptées
• Complexité accrue dans la conception et le contrôle du système
• Coûts d’installation initiaux plus élevés par rapport aux systèmes à grande pompe unique
• Réduction possible de l'efficacité en cas de fonctionnement loin du meilleur point d'efficacité
• Risque de tête morte (pas de débit) dans les pompes plus faibles si elles ne sont pas correctement contrôlées
• Exigences d'espace accrues pour les installations à pompes multiples

Exemples de pompes en parallèle

• Systèmes d'approvisionnement en eau dans les immeubles de grande hauteur
• Réseaux municipaux de distribution d'eau
• Systèmes d'eau de refroidissement dans les centrales électriques
• Systèmes d'irrigation pour les grandes exploitations agricoles
• Approvisionnement en eau de procédés industriels dans les installations de fabrication
• Stations de pompage des influents des stations d’épuration des eaux usées
• Systèmes d'eau glacée dans les grandes applications CVC commerciales

Différence entre les pompes en série et en parallèle

Configuration et caractéristiques de flux

Pompes en série: Les pompes sont connectées séquentiellement, le refoulement d'une pompe alimentant l'aspiration de la suivante. Cette disposition augmente la hauteur totale tout en conservant le même débit.

Pompes en parallèle: Les pompes sont connectées côte à côte, leurs refoulements se regroupant dans une sortie commune. Cette configuration augmente le débit total tout en conservant la même hauteur manométrique.

Effets de hauteur de charge et de débit

Pompes en série: La hauteur totale est la somme des hauteurs de pompe individuelles, permettant des gains de pression ou d'élévation plus élevés. Le débit reste constant dans chaque pompe.

Pompes en parallèle: Des débits individuels sont ajoutés, augmentant ainsi la capacité globale du système. La tête reste la même sur toutes les pompes.

Applications et avantages

Configurations en série: Les configurations en série sont idéales pour surmonter les charges statiques élevées ou les longues distances. Ils sont couramment utilisés dans les pompes à plusieurs étages et les systèmes d’approvisionnement en eau des immeubles de grande hauteur.

Dispositions parallèles: Les dispositions parallèles conviennent aux conditions de débit variables et offrent une flexibilité opérationnelle. Ils permettent un fonctionnement économe en énergie en activant des pompes supplémentaires uniquement lorsque des débits plus élevés sont requis.

Courbes et performances du système

Pompes en série: La courbe de pompe composite pour les pompes en série montre une augmentation de la hauteur manométrique pour le même débit.

Pompes en parallèle: Pour les pompes parallèles, la courbe affiche un débit accru à même hauteur de chute.

Combiner série et parallèle

Série-parallèle

Les configurations de pompes série-parallèle combinent les avantages des deux dispositions. Cette configuration augmente la hauteur totale en connectant les pompes en série, tout en augmentant également le débit via des connexions parallèles. La disposition compacte permet une utilisation efficace de l'espace dans les stations de pompage.

Les configurations série-parallèle sont particulièrement utiles dans les applications nécessitant à la fois une pression et des débits élevés, comme dans les systèmes de distribution d'eau à grande échelle ou les processus industriels aux exigences variables.

Série parallèle

Les agencements de pompes en série parallèle offrent une flexibilité exceptionnelle pour répondre à un large éventail de conditions de fonctionnement. Cette configuration permet un fonctionnement efficace malgré des exigences variables en matière de débit et de pression. En ajustant le nombre de pompes fonctionnant en parallèle et en série, le système peut s'adapter aux demandes changeantes tout en maintenant une efficacité énergétique optimale.

Les configurations en série parallèle sont couramment utilisées dans des applications aux besoins fluctuants, telles que les systèmes CVC dans les grands bâtiments ou les réseaux d'approvisionnement en eau avec des modes de consommation variables.

En conclusion

Les pompes en série et en parallèle offrent des avantages distincts pour différentes applications. Les configurations en série augmentent la hauteur manométrique, tandis que les configurations parallèles augmentent le débit. Le choix dépend des exigences spécifiques du système et des besoins opérationnels.

Une sélection et une configuration appropriées des pompes peuvent améliorer considérablement l’efficacité et les performances. Consultez un spécialiste des pompes pour déterminer la disposition optimale pour votre système.