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Titolo: Non tutto ma di più.Come si dimensionano le autoclavi.

A seguito dei recenti post sull' argomento,
nei quali si spiegava "tutto" sulle autoclavi, ma non
come un normale utente di questo NG potesse verificare, o,
volendo, anche progettare un suo impianto domestico,
spiego, per chi avesse il desiderio di installare e/o
controllare il montaggio di un  impianto  di sollevamento
d' acqua ad autoclave, i principi con i quali si progetta
il marchingegno.
Non ho peraltro la pretesa di esaurire "tutto" l' argomento,
ma di essere pratico e, forse, costruttivamente utile a qualcuno.
Premetto che il discorso è valido per le autoclavi classiche
a serbatoio d' accumulo a cuscino d' aria, e non per quelle
con vaso separato a membrana.
Per non farla troppo complicata, o allontanarmi dall' ambito
d' interesse di questo NG, è considerato il caso di
un semplice impianto monopompa, per un uso domestico o
per piccole irrigazioni.
Per prima cosa dovrete decidere, in base alle vostre esigenze,
la portata massima che vi serve ( "Q" in litri/min),  la pressione
massima ( "P1" in Atm) e quella minima ("P2") di esercizio.
Per la portata, considerate ad esempio che un normale
rubinetto da lavabo o bidet si suppone eroghi circa 8 litri/min,
un gruppo erogatore da vasca da bagno 15 l/min, una
cassetta per WC 8 l/m, e così via.
La pressione massima và contenuta all' incirca entro le 4 Atm,
quella minima sulle 2,5 Atm, ma si possono avere anche valori
leggermente diversi, secondo preferenze o necessità (perdite
di carico per tubazioni particolarmente lunghe, ad esempio)..
Le pressioni ovviamente cambiano se l' autoclave non è allo
stesso livello delle bocche di erogazione. Ricordo che 1 Atm
corrisponde a 10,33 metri di colonna d' acqua.
E' da dire che le autoclavi possono essere "atmosferiche" o
"pressurizzate", a seconda se il valore della pressione dell' aria
dentro il serbatoio al momento del primo riempimento è pari
a quella dell' aria ambiente o invece compressa di un certo valore.
E' dimostrato (non chiedetemi la spiegazione, che mi riesce
difficile senza poter fare un disegnino), che si ottiene un minor
consumo di energia elettrica, ed una minore escursione di pressione
(a parità di erogazione dell' acqua) se si pressurizza il serbatoio.
Inoltre, a parità di prestazioni, con una autoclave pressurizzata
il serbatoio risulterà di dimensioni minori, e quindi di più basso costo.
Oramai, quindi, si può considerare che tutte le autoclavi sono
di tipo pressurizzato.
Nei medi/grandi impianti alla pressurizzazione provvede un apposito
compressorino d' aria montato a bordo macchina o nel locale
centrale idrica. Il compressore provvede anche al reintegro
periodico della pressione che nel tempo cala a causa
dell' assorbimento dell' aria da parte dell' acqua in pressione.
Negli impianti casalinghi si dovrà provvedere periodicamente al
reintegro manuale prevedendo un innesto valvolato per un tubo d' aria
compressa collegato ad un compressorino portatile.
Basta sapersi accontentare. Anni fa ho visto peraltro
anche pressurizzazioni fatte con la pompa di bicicletta.
Per questa operazione, e per altri controlli, è bene che il serbatoio
sia munito di un tubo trasparente quale indicatore di livello.
Saltando ammenicoli di calcolo che non interessano a nessuno, ecco
la formula pratica per il dimensionamento della capacità del serbatoio ,
che vale per gli impianti pressurizzati :
                                       A            P1 + 1
                  Vu  =  28  *  __     *   _______
                                       Sc           P1 - P2
dove : Vu   è la capacità totale in litri del serbatoio
            A    è la portata della pompa in l/min, che deve essere
                    pari al consumo massimo previsto da progetto.
            Sc    è il numero di scatti del contattore elettrico che
                     comanda il motore della pompa  che si considerano
                     ammissibili in una ora.
            P1  è la pressione massima impostata sul pressostato
            P2   è la      "          minima       "          "         "
Il termine "Sc" nei grandi impianti è molto importante a causa
della forte intensità delle correnti elettriche in gioco, che determinano
la vita utile dei contattori di comando ed il sovraccarico termico
degli avvolgimenti del motore elettrico.
Per modesti impianti, potete comunque tranquillamente inserire nella
formula  20 - 30  scatti/ora.
Proviamo a fare un esempio.
Quanto sarà grande il serbatoio di una autoclave che dovrà servire
una abitazione nella quale si prevede una portata d' acqua di 30 l/min ,
con pressioni in rete da 4 a 2,5 Atm, e 25 cicli di avviamento all' ora ?
Fatti i calcoli con la formuletta di cui sopra, il risultato è di 112 litri.
Che probabilmente un bravo installatore avrebbe valutato ad occhio,
senza sbagliare, non fosse altro per esperienza.
Valore comunque che si dovrà arrotondare al più prossimo disponibile
in commercio.
Una nota sul valore "A", che, come già detto, è la portata della pompa
pari al consumo massimo previsto, e che serve per determinare le
caratteristiche della pompa da acquistare.
Tale valore di portata deve essere quello previsto da progetto, ma
erogato dalla pompa ad una prevalenza pari alla pressione massima
(nel caso di cui sopra 4 Atm) incrementato dalla depressione di
aspirazione e dalle perdite di carico della tubazione dalla bocca di presa
sino all' autoclave. Nel caso più semplice, di pozzo circa sulla verticale
dell' autoclave, e pompa aspirante, si dovrà quindi aggiungere circa
una mezza Atm alle 4 previste.
Perciò si dovrà controllare sul foglio delle caratteristiche della pompa,
che è fornito dal costruttore della medesima, se le curve portata/
prevalenza (chiamate anche curve di strozzamento) soddisfano
le necessità previste.
Per maggior chiarezza :
-La portata della pompa (A)deve essere calcolata alla pressione massima
 di funzionamento dell' impianto (P1) maggiorata della depressione
 di aspirazione, mentre la portata massima dell' impianto stesso (Q) deve
 essere riferita alla pressione minima (P2).
Ed in altre parole :
Nell' impianto che abbiamo appena calcolato, il consumo massimo
previsto è di 30litri/min alla pressione di 2,5 Atm, ma la pompa deve
dare 30 litri/min  alla pressione di 4 + 0,5 Atm.
Questo procedimento equivale ad assumere un certo coefficiente
di sicurezza, per sopperire alle incertezze che presenta
la determinazione del consumo massimo.
Per quanto riguarda la pressione dell' aria di pressurizzazione,
disponendo dell' indicatore di livello, si caricherà a pressione atmosferica
nel serbatoio tanta acqua quanto basterà a sormontare con un
franco di alcuni centimetri la bocca di efflusso del serbatoio, quindi
si pomperà aria sino alla pressione minima di funzionamento (P2).
E' buona norma controllare successivamente per alcune volte
il funzionamento del pressostato, perchè le precisioni di questi
ultimi, (o per meglio dire, l' invariabilità degli scostamenti dal valore
d' intervento impostato), non è proprio il massimo, e può variare
da esemplare ad esemplare anche di una stessa serie.
Un' ultima cosa. L' opinione  che la pompa entri in funzione tanto
più frequentemente quanto maggiore è il prelievo d' acqua
(ovviamente a costanza di erogazione), è una credenza diffusa,
ma da sfatare.
Il maggior numero di avviamenti orari si ha quando il consumo è pari
alla metà del valore massimo di portata per il quale è stato calcolata
l' autoclave. In tutti gli altri casi, sia di minore o maggiore consumo,
gli avviamenti avvengono con frequenza minore.
Ciò è reso evidente se si compila il diagramma delle variazioni di
frequenza d' intervento in funzione del consumo, come si deve fare
per i grandi impianti industriali, ma che è superfluo redigere
per le piccole autoclavi che servono a noi.
Credetemi sulla parola !
Cordialità.
                 Paul

 con vaso separato a membrana.
Domanda: che tipo di autoclave ho installata in casa?
Info: serbatoio di capacità di circa 1000 litri (serve anche da riserva per
quando l'acquedotto interrompe l'erogazione); pompa elettrica, con scheda
elettronica di controllo; assenza di polmone; si accende non appena apri il
rubinetto (anche poco) e non si spegne più finché non lo chiudi (tant'è che
mi son portato un interruttore dentro casa per spegnerla "di forza" quando
la pressione di acquedotto è sufficiente); se il serbatoio di accumulo si
svuota, il motore rimane acceso (ed infatti, a mò di protezione, ci ho
dovuto mettere un galleggiante elettrico di minima, con spia dentro casa per
sapere perché non funziona più).
By the way: post molto interessante: grazie. :-))
--
Cinghiale (29, 54 RM)
Punto 6 speed driver & PPCSP member
Mi trovate anche nella community di 
www.genialpoint.it

sapere perché non funziona più).
Da come lo descrivi sembra che la tua pompa utilizzi un
presso-flussostato(mi vengono in mente quelli classici della Calpeda
www.calpeda.it
)
Difatti quando apri il rubinetto ,crei un flusso che fa partire la
pompa,quando chiudi il rubinetto il flusso e nullo ma la pompa continua a
girare fin quando non arriva in pressione(all'interno del presso-flussostato
c'e una piccola membrana,con una regolazione a vite) :naturalmente il tempo
per andare in pressione e quasi nullo.
Chiusa la parentesi.
Volevo chiedere a Paulhass se esistesse qualche manuale pratico di
dimensionamento .
Ciao
grazie
pao

 dimensionamento .
Vai in libreria e prova a vedere sul catalogo dei manuali Hoepli
qualche testo di impiantistica idraulica.
Cordialità.
                Paul

 Domanda: che tipo di autoclave ho installata in casa?
Ti ha già risposto "pao Paura" : non hai autoclavi di nessun tipo.
Cordialità.
               Paul

 A seguito dei recenti post sull' argomento,
[cut]
spettacolo!
Sembra quasi che tu ci lavori con queste cose.....;-))))))
toglimi un dubbio: come autoclavi io conoscevo i sistemi di sterilizzazione
utilizzati in ambiente medico o similare, quale analogia c'e' con questi
sistemi?, semplice omonimia?
rimango comunque convinto che i sistemi di cui parli siano quelli un po'
piu' grandi della semplice pompa per appartamento monofamiliare.
Non vorrei essere riduttivo, ma mi sembra che il succo del tuo discorso sia
quello di minimizzare il numero di on/off della pompa, per evitare che
l'arco che si crea sui contatti del pressostato ne consumi il metallo. e i
tuoi conti mi tornano abbastanza, ma mi resta oscuro come stabilire il
parametro Sc, dovro' accettare il tuo default di circa 30, oppure i motori o
gli accessori utilizzati riportano questo parametro? (non devo istallare un
impianto e' smeplice curiosita')
per ultimo, e' pacifico che il sistemi cui ti riferisci ha il serbatorio
pressurizzato, con l'aria in diretto contatto con l'acqua, mentre il mio
sistema casalingo ha un vaso di espansione con una membrana che separa
l'aria dall'acqua e non ha il compressore che ripristina l'aria che
inevitabilmente si perde, per cui ogni tanto devo controllare,con manometro
e pompa (a pedale, da macchina); inoltre la capacita' del serbatoio e' di
"solo" 30 litri.
orbene, questo sitema puo' ancora chiamarsi autoclave o no?, vale la pena
preoccuparsi veramente per un suo corretto dimensionamento, o mi devo
accontentare di come lo ha istallato l'idraulico?
ciao
--
andypi

 accontentare di come lo ha istallato l'idraulico?
Nell' uso corrente vengono chiamate anch' esse autoclavi, anche se un po'
impropriamente. Per il tuo impianto, se non hai particolari problemi, perchè
preoccuparsi ?
Cordialità.
               Paul

Grazie
--
andypi