ACQUEDOTTI – LA POMPA A VELOCITA’ VARIABILE REVERSIBILE ( PAT = PUMP AS TURBINE )

Pompa centrifuga verticale
Esempio di piccola pompa centrifuga compatta

Nel presente sito figurano molti articoli che elogiano a gran voce le pompe centrifughe a velocità variabile mettendo in risalto la funzione svolta con risultati così buoni da pronosticare che tra gli artefici principali della vera rivoluzione che dovrà interessare gli acquedotti figurerà senz’altro anche la suddetta pompa a velocità variabile.

La straordinaria macchina è di per sé reversibile in quanto oltre all’uso normale del gruppo motore/pompa utilizzato per il sollevamento dell’acqua, possiede anche quello alternativo di fungere da gruppo turbina/alternatore il quale, quando lo  si fa percorrere da acqua in pressione, fa ruotare le pale con produzione di energia elettrica tramite il motore diventato alternatore. In tal caso viene messa in luce una nuova importante possibilità del suo impiego negli acquedotti che consiste nel montare la pompa in senso contrario a quello normale e cioè collegando la tubazione di arrivo dell’acqua in pressione al raccordo di normale mandata della pompa mentre il collegamento elettrico con la rete Enel serve non a prelevare dall’Enel la corrente ma invece a scaricarvi quella prodotta. Sono da rilevare alcune particolarità.

Regolazione con valvola1
Schema di regolazione con condotta by-pass e valvola di regolazione a fuso

La prima riguarda la necessità di alimentare la pompa/turbina con acqua che possieda caratteristiche di portata e pressione congruenti con quelle proprie della macchina. Ad esempio se la pompa è stata costruita per sollevare 100 l/sec d’acqua ad un’altezza di 100 m, io devo immettere esattamente tale portata con una pressione di 10 bar. Poiché la cosa presenta delle difficoltà pratiche, si potrà ovviare affiancando al gruppo turbina/alternatore una condotta by pass con inserita una valvola a fuso di regolazione che consenta di modulare il funzionamento secondo queste basi. Ovviamente ciò avrà luogo dissipando parte del carico idraulico fino a ricondurre pressione e portata entro i giusti limiti.

PAT inverter schema
Schema della regolazione della velocità di rotazione della pompa/turbina tramite inverter

La seconda particolarità riguarda invece la velocità di rotazione del gruppo il quale, essendo la pompa/alternatore collegata direttamente con la linea Enel, sarà indotta a girare a giri fissi definiti dalla frequenza della corrente Enel. A questo punto entra in gioco anche l’inverter il quale, come nel caso delle pompe di sollevamento, viene inserito tra motore e linea Enel ed è in grado di svolgere l’azione determinante di modificare secondo bisogno la frequenza della corrente elettrica e quindi diventa un importante organo di regolazione della velocità di rotazione  del gruppo potendo effettuare la sua modulazione in continuo con sfruttamento di tutto il carico idrico disponibile in funzione di quello residuo di valle turbina senza che abbia luogo quella dissipazione energetica prima indicata e dovuta all’altro sistema di regolazione basato sulla  valvola di regolazione del by pass. In realtà questa valvola dovrà restare sempre chiusa ma pronta ad aprirsi in caso di fuori servizio del gruppo turbina/alternatore per ripristinare il moto dell’acqua grazie alla condotta by-pass oppure per correzioni di emergenza della pressione.

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Grafico giornaliero del funzionamento di rete acquedottistica priva di regolazione diffusa. Si noti l’aumento notturno di pressione e di perdita occulta cui bisogna ovviare con la regolazione della pressione

In conclusione si ritiene che la soluzione indicata basata sull’uso delle pompe centrifughe reversibili e con annesso inverter sia ottima ed inoltre presenti notevoli vantaggi, come la semplicità di regolazione, la sua facile reperibilità in commercio nelle più disparate caratteristiche costruttive e di esercizio, il modico costo di acquisto della pompa e dei ricambi ed infine per i buoni risultati che ne possono derivare sia nella costituzione dell’acquedotto e sia nella gestione. Un difetto che si riscontra è la limitata escursione della regolazione di velocità della PAT per ovviare alla quale occorre una attenta progettazione che determini con la maggior precisione possibile il tipo di pompa in funzione delle reali necessità idrauliche della condotta dove verrà installata

Infine si fa notare come anche il contenuto di questa breve nota faccia parte degli scopi primari del sito e cioè della regolazione spinta della pressione finale della rete acquedottistica curando ancora una volta di evitare la dissipazione di energia ricuperandola con la sua trasformazione in corrente elettrica. Viene anche raggiunto lo scopo di ricercare soluzioni semplici e realizzabili con apparecchiature di uso normale. Infine viene messa in luce l’importanza che sempre di più viene ad assumere la pompa a velocità variabile quale sorprendete mezzo che utilizzato a dovere , questa volta usata in modo inverso, provoca addirittura un positivo sovvertimento nella costituzione di base e nell’esercizio della gran parte degli acquedotti

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