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Rivista Idraulica 55

Sistemi di sopraelevazione della pressione

I sistemi di sopraelevazione della pressione (o gruppi di pressurizzazione) hanno il compito di:

  • elevare la pressione ad un valore tale da garantire una corretta distribuzione dell’acqua alle utenze;
  • garantire la corretta portata alle utenze al variare della richiesta.

In genere questi sistemi vengono utilizzati quando:

  • la pressione di alimentazione dalla rete pubblica risulta insufficiente;
  • è necessario distribuire acqua contenuta in serbatoi;
  • si deve prelevare acqua da un pozzo.

L’aumento di pressione si ottiene con elettropompe a singolo o più stadi, che devono essere scelte in base alle seguenti caratteristiche:

  • G = portata di progetto
  • H = differenza tra pressione massima richiesta e pressione a monte del gruppo di pressurizzazione.

La prevalenza della pompa (H) va quindi calcolata in base alla specifica tipologia di installazione del gruppo di pressurizzazione. I casi più comuni di installazione sono descritti in seguito.

Schema con pressione da rete pubblica insufficiente

La prevalenza del gruppo di pressurizzazione deve essere pari alla differenza tra la pressione richiesta (Prich.) e quella disponibile in rete (Pdisp.).

Dimensionare il gruppo di pressurizzazione con prevalenza pari a quella richiesta potrebbe comportare problemi di pressioni eccessive e maggiori costi di esercizio.

Schema con alimentazione da serbatoio

La prevalenza del gruppo di pressurizzazione deve essere uguale a quella richiesta (Prich.) in quanto i serbatoi generalmente accumulano acqua a pressione atmosferica.

Schema con alimentazione da pozzo

La prevalenza del gruppo di pressurizzazione deve essere uguale a quella richiesta ma è molto importante verificare la capacità di aspirazione della pompa.

In genere questo valore è fornito dai produttori tramite i valori di NPSHr (acronimo inglese che indica Net Positive Suction Head required).

Occorre inoltre verificare che la somma dell’altezza della colonna d’acqua in aspirazione (h) e le perdite di carico (DP) del condotto di aspirazione siano inferiori (generalmente del 15-20%) al valore di NPSHr dichiarato dal costruttore.

In caso di necessità di una pressione di aspirazione maggiore del valore di NPSHr, si può ricorrere all'utilizzo di pompe sommerse installate all'interno dei pozzi.

In tutti e tre i casi il gruppo di pressurizzazione, che viene utilizzato per garantire la portata richiesta, molto variabile e discontinua nelle reti di distribuzione di acqua sanitaria, è composto da:

  • una o più elettropompe di servizio;
  • eventuale elettropompa di riserva nel caso in cui si debba garantire sempre la fornitura (per esempio negli ospedali);
  • uno o più serbatoi di acqua in pressione;
  • collettori di aspirazione e mandata, sensori di pressione, manometri, accessori idraulici di collegamento e componentistica varia per basamenti fissaggi e quadri elettrici. 

La funzione del serbatoio di acqua in pressione, denominato anche autoclave, è quella di limitare il numero di avviamenti orari delle pompe grazie alla riserva idrica d'acqua contenuta al suo interno. Tale riserva può essere mantenuta in pressione tramite l'aria oppure un diaframma in materiale elastico (membrana).

In base quindi alla tipologia di elettropompe e di serbatoio utilizzato, i gruppi di pressurizzazione sono del tipo:

  • a una o più pompe a velocità costante e autoclave a cuscino d’aria.
  • a una o più pompe a velocità costante e autoclave a membrana.
  • a una o più pompe a velocità variabile.

I primi due sistemi sono anche detti a pressione variabile, in quanto l’accensione e lo spegnimento delle pompe sono comandati da un pressostato a livelli fissi di pressione.

Nel momento in cui viene rilevato il valore di pressione minima, il pressostato comanda l'accensione delle pompe. Queste rimangono attive fino a quando non viene raggiunta la soglia di pressione massima impostata. La pressione all’interno della rete varia quindi tra questi due livelli ed in genere questa differenza è mantenuta tra 0,5 e 1 bar in modo da non generare elevate differenze di erogazione durante l’utilizzo.

Il terzo sistema è invece detto a pressione costante in quanto l’accensione delle pompe e la loro regolazione è affidata ad un regolatore elettronico collegato ad un sensore di pressione.

Il regolatore adatta le prestazioni delle pompe, aumentandole o diminuendole, al variare della pressione rilevata garantendo una pressione in uscita pressoché costante.