ing. Gianni Benvenuto

DESCRIZIONE:

> CENTRALE TERMICA

> caldaie > 30Kw

> ELEMENTI

> ELETTROPOMPE

Utilizzano l’energia meccanica fornita da un motore elettrico per sollevare un liquido, oppure per farlo circolare in una tubazione.

In base al tipo di costruzione e al modo in cui trasmettono l’energia al fluido, le elettropompe possono essere:

volumetriche,

centrifughe,

ad elica,

rotative.

Negli impianti idro-termosanitari si usano, in pratica, solo elettropompe centrifughe; l’impiego di altri tipi di pompa è limitato ad applicazioni del tutto particolari e secondarie

Le parti principali di una elettropompa centrifuga sono:

la girante a palette, che ruotando velocemente genera una depressione nella sua zona centrale (occhio della pompa) e una pressione nella zona periferica: genera, cioè, le cause di moto del fluido;

la chiocciola, che serve a raccogliere l’acqua proveniente dai vari canali delimitati dalle palette della girante;

il diffusore, che trasforma l’energia cinetica dovuta alla velocità in energia di pressione

Si dividono in due categorie

ELETTROPOMPE A TENUTA MECCANICA

Nel linguaggio tecnico, spesso, sono chiamate semplicemente “elettropompe”, senza altra specificazione.

Sono costituite da due parti ben differenziate fra loro: il motore elettrico e il corpo della pompa.

Il motore elettrico è collegato alla girante per mezzo di un albero di trasmissione. La tenuta idraulica fra l’albero e il corpo della pompa è assicurata da appositi supporti meccanici o da premistoppa.

I settori di maggior utilizzo delle elettropompe a tenuta meccanica sono:

gli impianti di riscaldamento e di condizionamento,

le reti di distribuzione dell’acqua sanitaria (sopraelevazione dell’acqua, reti di ricircolo, ecc..),

gli impianti di irrigazione e di smaltimento dei liquami.

Queste pompe possono funzionare in un vasto campo di prevalenze e di portate.

Per prevalenze elevate si usano elettropompe con più giranti montate sullo stesso albero e disposte in modo da essere percorse in serie dal liquido pompato.

Per portate elevate si usano elettropompe con più giranti montate su più alberi e disposte in modo da essere percorse in parallelo dal liquido pompato.

CIRCOLATORI

La caratteristica principale di queste elettropompe è che in esse il motore viene alloggiato nel corpo della pompa.

In particolare la parte mobile del motore (il rotore) risulta immersa direttamente nel liquido da pompare; non sono pertanto richiesti organi di tenuta idraulica su parti in movimento. Per questa loro caratteristica, i circolatori sono chiamati anche “pompe a rotore bagnato”.

I circolatori vengono utilizzati soprattutto in impianti di riscaldamento e di ricircolo dell’acqua calda.

Si possono utilizzare anche in impianti di condizionamento e di circolazione dell’acqua refrigerata; in questi casi, però, i circolatori devono avere caratteristiche costruttive tali da renderli resistenti alla condensa.

Il motore dei circolatori è spesso ad avvolgimento multiplo e quindi queste elettropompe possono funzionare a diverse velocità.

CONFRONTO

Rispetto ai circolatori, le elettropompe a tenuta meccanica offrono i seguenti vantaggi:

minor costo (i circolatori costano di più perchè la loro realizzazione meccanica è più complessa);

rendimento medio più elevato ;

campo di scelta più ampio (i normali circolatori hanno portate massime di 80÷90 m3/h);

nessun pericolo di grippaggio del motore per incrostazioni di calcare o per impurità presenti nell’acqua (inconveniente che può verificarsi fra il rotore e il canotto dei circolatori);

non necessitano di configurazioni particolari per poter pompare acqua fredda o refrigerata.

Per contro i circolatori possono assicurare le seguenti migliori prestazioni:

possibilità di scegliere più curve di funzionamento (i normali circolatori ne hanno tre o quattro);

minore rumorosità, dovuta ad una miglior lubrificazione dei cuscinetti e ad un minor livello di vibrazioni (albero più corto);

minor interventi di manutenzione (nei circolatori non esistono organi di tenuta su parti in movimento; non esistono, cioè, parti che - per il loro impiego - possono facilmente usurarsi);

minor ingombro e quindi maggior facilità di messa in opera (la stretta connessione fra il motore elettrico e il corpo pompa, consente di realizzare modelli molto compatti)

CURVA CARATTERISTICA DI UNA ELETTROPOMPA CENTRIFUGA

Rappresenta graficamente i valori delle grandezze (portata e prevalenza) che caratterizzano le prestazioni di una elettropompa centrifuga.

Ogni elettropompa centrifuga ha una sua curva caratteristica ben definita, che viene determinata sperimentalmente.

Variando il numero di giri di una elettropompa centrifuga , varia anche la sua curva caratteristica; la nuova curva risulta più alta o più bassa della primitiva a seconda che il numero di giri sia aumentato o diminuito.

Le varie curve caratteristiche di una elettropompa centrifuga risultano, inoltre, congruenti fra loro, cioè si possono ottenere l’una dall’altra per semplice traslazione.

Quando le curve caratteristiche delle elettropompe disponibili non corrispondono ai valori richiesti è possibile ricorrere all’ accoppiamento di due o piu elettropompe uguali. In relazione alle caratteristiche richieste, l’accoppiamento può farsi in serie (si sommano le prevalenze) o in parallelo (si sommano le portate).

RENDIMENTO DI UNA ELETTROPOMPA CENTRIFUGA

E’ il rapporto fra la potenza resa dall’elettropompa e la potenza ad essa fornita. Si può rappresentare graficamente in relazione al variare della portata.

Sovrapponendo la curva di rendimento a quella caratteristica, è possibile delimitare la zona in cui l’elettropompa funziona in condizioni ottimali

Pompe e circolatori hanno rendimenti che aumentano con la potenza, ma sono sensibilmente diversi tra pompe e circolatori

POTENZA ASSORBITA DA UNA ELETTROPOMPA

E’ una grandezza che dipende dalle caratteristiche di lavoro (portata e prevalenza) della pompa stessa e può essere rappresentata graficamente con una curva che varia in funzione della portata.

Grafici H-G , rendimento, Potenza

Noto il rendimento, la potenza assorbita da una elettropompa può essere calcolata anche con la formula:

P= ro x G x H / 367 x eta

dove:

P = potenza assorbita dalla pompa, kW

ro = massa volumica del fluido, kg/dm3 (acqua 1 kg/dm3)

G = portata, m3/h

H = prevalenza, m c.a.

eta = rendimento, adimensionale

NPSH

Sono le iniziali di Net Positive Suction Head, un’espressione inglese che si può tradurre con: carico netto sull’aspirazione.

I valori di NPSH (forniti dai costruttori delle pompe) rappresentano la pressione minima che deve essere garantita, all’ingresso della pompa, per evitare fenomeni di cavitazione: per evitare, cioè, che si formino “cave” o bolle di vapore all’interno del fluido pompato.

I fenomeni di cavitazione sono causa di elevata rumorosità e possono provocare anche la rottura delle giranti.

PUNTO DI FUNZIONAMENTO ELETTROPOMPA-CIRCUITO

Il punto di funzionamento (o di lavoro) di una elettropompa applicata ad un circuito è dato dalla intersezione tra la curva caratteristica della pompa e la curva di resistenza del circuito.

La curva caratteristica di una elettropompa è fornita dal costruttore.

La curva di resitenza del circuito è, invece, rappresentabile (in coordinate portata-prevalenza) mediante una parabola.

In un circuito chiuso, tale parabola ha vertice nell’origine e passa per il punto teorico di funzionamento del circuito, cioè per il punto che rappresenta la portata e la prevalenza di calcolo del circuito stesso.

Lo sviluppo a parabola della curva di resistenza è dovuto al fatto che, in un circuito, le perdite di carico, sia continue che localizzate, sono sensibilmente proporzionali al quadrato delle portate

Si modifica la curva di resistenza mediante modifica resistenze o modifica giri pompa , oltre a inserimento pompe in serie o parallelo

Vedi dispensa regolazione pompa centrifuga

SCELTA DI UNA ELETTROPOMPA

La scelta di una elettropompa deve essere fatta in modo che il suo punto di lavoro risulti:

1. vicino al punto di funzionamento teorico del circuito;

2. interno alla zona di rendimento ottimale della pompa stessa

Link:

> UNITA' DI MISURA

> EXCEL DIMENSIONAMENTO POMPE E STAZIONI POMPAGGIO

> SLIDE POMPE

> SLIDE GENERATORI DI CALORE

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