serbatoi a tetto contro impianti a pressione

IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
La fornitura idrica negli edifici alti:
serbatoi a tetto contro impianti a pressione
Introduzione
soddisfare le esigenze di un intero edificio. Inoltre, all’epoca non
L’impiego di serbatoi a tetto è una pratica molto comune che
erano disponibili pompe affidabili ed efficienti per gli impianti
consente di fornire una pressione idrica adeguata negli edifici,
a pressione. La soluzione immediata consisteva nell’utilizzo di
specialmente in quelli più alti. L’alternativa ai serbatoi a tetto è
pompe di tipo standard per sollevare l’acqua sino al serbatoio.
l’impiego di impianti dotati di pompe per aumento pressione
Dal serbatoio, la forza di gravità assicurava all’acqua una pressio-
(booster) che forniscono la prevalenza necessaria.
ne sufficiente ai piani sottostanti.
Questo articolo propone un case study condotto su cinque
Nonostante la diffusione di una più efficiente tecnologia
diversi sistemi per la fornitura di acqua in un edificio alto 250
dell’aumento pressione, ancora oggi molti edifici sono dotati di
metri con un consumo giornaliero di 295 m3. L’analisi prende
serbatoi a tetto.
in considerazione un impianto con serbatoio a tetto e quattro
diverse configurazioni di impianto a pressione. Vengono descritti
i pro e i contro di ciascun sistema e viene calcolato il costo del
ciclo di vita (LCC) per un arco di 20 anni, tenendo conto di tutti
i costi pertinenti. Questo articolo è un documento interessante
per i professionisti che progettano impianti di acqua potabile in
edifici di grande altezza.
I serbatoi a tetto
L’impiego dei serbatoi a tetto è stato concepito oltre un secolo
fa, man mano che gli edifici crescevano in altezza. La pressione
richiesta per usi domestici dell’acqua e per il controllo degli
incendi aumentava, ma l’acqua di acquedotto non riusciva a
Gli autori di questo articolo:
Jens Nørgaard
Jens Nørgaard è Application Manager nel settore CBS. Ha
conseguito la laurea in ingegneria meccanica. In qualità di
Application Specialist e Project Manager, ha fornito consulenze
in materia di salute pubblica e servizi meccanici su numerosi
progetti edili per alcune società di consulenza tecnica.
Anders Nielsen
Anders Nielsen è un International Project Sales Manager di
Grundfos. È un consulente tecnico e ha lavorato in precedenza
come consulente energetico in materia di teleriscaldamento e
come Sales Engineer e Product Manager nel settore di
Grundfos dedicato ai servizi per gli edifici domestici.
IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
L’acqua a portata di mano
formano negli impianti idrici. Le biopellicole rivestono l’interno
delle tubazioni e dei serbatoi, offrendo ai batteri una barriera protettiva e un terreno di crescita. I serbatoi realizzati in
materiali organici, ad esempio il legno, costituiscono essi stessi
un mezzo di sostentamento per i batteri per l’intera durata
della loro vita. In molti paesi, la legge esige regolari interventi
di pulizia, disinfezione e manutenzione dei serbatoi dell’acqua,
pertanto questi impianti implicano dei costi aggiuntivi.
I serbatoi a tetto consentono agli utenti di poter contare su fornitura idrica e pressione dell’acqua adeguate anche in assenza
di corrente elettrica. I serbatoi a tetto variano ampiamente per
dimensioni, ma hanno tutti una caratteristica comune, ossia
la pronta disponibilità dell’acqua, che viene conservata nel
serbatoio e può essere utilizzata immediatamente per scopi
domestici e per il controllo degli incendi.
Si tratta di una struttura piuttosto semplice, composta da un
serbatoio, un tubo di afflusso, uno di mandata, un interruttore
a galleggiante e una pompa. Se il livello nel serbatoio scende
sotto un determinato livello, l’interruttore a galleggiante avvia
la pompa al fine di riempire nuovamente il serbatoio.
Una ricca tradizione
L’uso dei serbatoi a tetto è una pratica profondamente radicata
nelle tradizioni locali. In molte regioni geografiche del mondo
si utilizzano ancora i serbatoi a tetto e questa tendenza
persisterà ancora per molti anni. Si stima che il cielo di New
York sia punteggiato da circa 15.000 serbatoi a tetto, una parte
integrante del sistema di approvvigionamento idrico della
città. Anche in America centrale e del Sud, come pure in Medio
Oriente, i serbatoi a tetto sono molto comuni. In Europa, i serbatoi a tetto sono molto meno diffusi e le soluzioni più comuni
sono invece gli impianti a pressione. Questi sono disponibili
in svariate configurazioni, ciascuna con i suoi pro e contro. Un
aspetto che accomuna i diversi tipi di impianti a pressione è il
minore ingombro e il costo inferiore del ciclo di vita.
Batteri di Legionella all’interno di una biopellicola
Un case study
Come gli edifici, anche gli impianti di aumento pressione variano sensibilmente per dimensioni e modello. Per questo motivo,
non è facile stabilire quale sia il sistema più efficiente.
In questo case study esemplificativo, osserviamo cinque
diverse configurazioni di impianti. Valuteremo i pro e i contro
per identificare la scelta più conveniente per questo ipotetico
edificio. Il calcolo del costo del ciclo vita (LCC) su 20 anni include l’investimento iniziale negli impianti di aumento pressione
e i relativi tubi e serbatoi, i costi energetici, i costi del mancato
guadagno e i costi di manutenzione.
Dal punto di vista funzionale, i serbatoi a tetto di oggi funzionano in modo adeguato sotto molti punti di vista: la tecnologia
è consolidata, il funzionamento è stabile e l’utente ottiene la
pressione richiesta.
Sfortunatamente, i serbatoi a tetto implicano anche alcuni
aspetti non sempre graditi: ad esempio, maggiori spese in
conto capitale associate all’installazione del serbatoio e ai
maggiori requisiti strutturali, costi di esercizio elevati, la mancanza di un sistema di controllo della pressione e una difficile
manutenzione del serbatoio stesso.
I fattori considerati:
Edificio: palazzo per uffici di 250 metri di altezza
Acqua potabile richiesta: 295 m3/giorno
Aspetti igienici
Oltre a immagazzinare l’acqua e produrre la pressione richiesta, i serbatoi a tetto svolgono anche una funzione
indesiderata, ossia costituiscono il terreno ideale per la crescita
di pericolosi batteri che possono mettere a rischio la salute.
I batteri della Legionella, caratterizzati da un’eccezionale resistenza, appaiono spesso come ospiti indesiderati degli impianti
idrici. Per riuscire a sopravvivere, i batteri della Legionella e di
altri microrganismi si annidano nelle biopellicole che si
Il calcolo si basa unicamente sull’acqua richiesta per scopi domestici. Non è inclusa l’acqua utilizzata per il condizionamento
dell’aria.
2
IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
Configurazioni dell’impianto
1. Impianto di aumento pressione singolo. Un serbatoio viene
posizionato davanti al sistema di pompaggio e riempito con
l’acqua proveniente dalla rete idrica. Questo sistema permette
di avere una capacità della rete idrica inferiore al fabbisogno di
picco dell’edificio, assicurando una
Impianto di aumento pressione singolo
pressione costante anche durante i picchi della portata. Il
serbatoio intermedio si riempie di acqua durante i periodi di
basso consumo e garantisce una fornitura di acqua costante e
uniforme alle pompe di aumento pressione.
vantaggi
svantaggi
•
•
•
•
•
•
•
Nessuno spazio destinato alle unità booster ai livelli superiori
Pochissimi tubi ascendenti
(o uno solo) nell’edificio
2. Impianto a zone. L’impianto idrico è suddiviso in diverse
zone, che alimentano un massimo di 12 piani ciascuna. Questo
consente una pressione idrica adeguata su tutti i piani senza
impiego di valvole limitatrici. La pressione minima sul piano
Impianto di aumento pressione singolo
superiore di ogni zona viene mantenuta a 1,5-2 bar. La pressione massima sul piano più basso di ogni zona non supera i 4-4,5
bar.
vantaggi
•
•
•
•
Impianto di pompaggio per aumento
pressione ad elevata pressione statica
Obbligo di installare delle valvole limitatrici di pressione
Costi di esercizio elevati
Utilizzo di tubazioni e unità booster
specifici per alta pressione
Sensibilità alle interruzioni della corrente elettrica
svantaggi
Viene fornita soltanto la pressione richiesta.
Nessuno spazio destinato alle unità booster ai livelli superiori
Minore vulnerabilità in caso di
guasto della pompa
Nessuna valvola limitatrice di
pressione
3. I serbatoi a tetto assicurano sia la pressione, sia la fornitura
idrica in caso di interruzione della corrente.
•
•
•
Presenza di un maggior numero di
tubazioni ascendenti nell’edificio
Utilizzo di tubazioni e unità booster
specifici per alta pressione
Sensibilità alle interruzioni della
corrente elettrica
In questo modello, i sei piani superiori richiedono un impianto
di aumento pressione separato per ottenere una pressione
sufficiente. La pressione statica, in questo caso, sarebbe
troppo bassa a causa dell’insufficiente altezza geodetica del
serbatoio a tetto.
Questa soluzione richiede l’installazione di valvole limitatrici
di pressione su ogni piano allo scopo di evitare un’elevata
pressione statica in corrispondenza dei rubinetti, responsabile
di erogazione rumorosa.
3
IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
Impianto di aumento pressione singolo
vantaggi
svantaggi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Una tecnologia consolidata
Un solo scarico dall’unità booster alla cima dell’edificio
Scarso ingombro
Minore sensibilità alle interruzioni della corrente elettrica
L’acqua viene pompata oltre il punto in cui è richiesta.
Pressione insufficiente ai piani più alti
Pressione eccessiva ai piani più bassi
Necessità di installare delle valvole
limitatrici di pressione
Necessità di utilizzare tubazioni specifiche per alta pressione
Ingombro del serbatoio
Rischio di crescita microbiologica nel
serbatoio a tetto
4. Gli impianti collegati in serie con serbatoi intermedi
zona viene quindi servita da un’unità booster dedicata.
sfruttano diversi impianti, utilizzando dei serbatoi intermedi
Non sono richieste valvole limitatrici di pressione e, in caso di
posizionati centralmente per alimentare sia i rubinetti della
interruzione dell’elettricità, i serbatoi sono in grado di fornire
zona di aumento pressione assegnata, sia tutte le zone sovra-
pressione e acqua per ben 12 ore. Tuttavia, i serbatoi occupano
stanti. Questo sistema permette di suddividere l’edificio in zone
spazio prezioso all’interno dell’edificio, riducendo la superficie
di pressione più piccole e gestibili di soli 12 piani ciascuna. Ogni
commerciale.
Impianto di aumento pressione singolo
vantaggi
svantaggi
•
•
•
•
•
•
•
• Elevato investimento iniziale
• I booster e i serbatoi occupano spazio
sui piani di servizio
• Perdita di superficie commerciale
• Rischio crescita microbatterica nei serbatoi intermedi
Bassi costi di esercizio
Corretta pressione in ogni zona
Zone di pressione gestibili
Elevata resilienza dell’impianto
Basso consumo energetico delle pompe e carico ridotto sulla rete elettrica
Minore sensibilità alle interruzioni della corrente elettrica
Utilizzo di tubazioni per bassa
pressione
5. L’impianto collegato in serie funziona secondo gli stessi principi del sistema precedente, ma senza i serbatoi intermedi.
Questo consente un impiego efficace dell’energia in quanto
l’acqua viene pompata solamente verso la zona in cui viene
utilizzata e non in altre aree.
Tuttavia, è indispensabile un controllo completo. Quando un
utente apre un rubinetto ai piani superiori, i booster
devono erogare l’acqua dal piano terra
dell’edificio.
4
IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
Impianto di aumento pressione singolo
vantaggi
svantaggi
• Bassi costi di esercizio
• Nessuno spazio occupato dai serbatoi
• Corretta pressione in ogni zona
• Zone di pressione gestibili
• Basso consumo energetico delle pompe e carico ridotto sulla rete
elettrica
• Utilizzo di tubazioni per bassa
pressione
• Vulnerabilità in caso di guasto della pompa
• Sensibilità alle interruzioni della corrente elettrica
Guardiamo ai fatti
Questo strumento è molto utile perché crea uno standard di
L’analisi del costo del ciclo di vita (LCC) è uno strumento che
riferimento che consente il confronto tra diverse
può aiutarci a ridurre al minimo gli sprechi e potenziare l’effi-
tipologie di sistemi di aumento pressione e diversi
cienza energetica di molti tipi di impianti, inclusi gli impianti di
fornitori di tale tecnologia.
aumento pressione.
Il costo del ciclo di vita
Costo iniziale delle unità booster, Cib
Di norma, i calcoli del costo del ciclo della vita operativa per gli
Questo costo include le unità booster o le pompe di aumento
impianti di pompaggio vengono eseguiti tenendo conto di tre
pressione e tutte le attrezzature e gli accessori necessari al
soli parametri, ossia i costi osservabili elencati di seguito.
funzionamento delle unità booster:
• Pompe
• Il costo iniziale delle unità booster
• Convertitori di frequenza
• I costi di manutenzione
• Pannelli di controllo
• I costi energetici
• Sensori di pressione
• Serbatoi a membrana
In questo case study, abbiamo incluso anche i costi nascosti per
fornire una valutazione più realistica degli impianti considerati.
Euro
400.000
LCC = Cib + Cit + Cm + Ce + Cr
Costo iniziale delle unità booster, Cib
350.000
300.000
250.000
LCC = costo del ciclo della vita operativa
200.000
Cib = costo iniziale delle unità booster
150.000
Cit = costi iniziali di tubazioni, valvole limitatrici di pressione e 100.000
serbatoi
50.000
Cm = costi di manutenzione
0
1 Impianto 2 Impianto 3 Impianto 4 Impianto
in serie con
diviso
con
di aumento
serb. interin zone
serbatoi
pressione
medi
a tetto
singolo
Ce = costi energetici
Cr = costi per mancato guadagno
Confronto dei costi iniziali delle unità booster, Cib
5
5 Impianto
collegato
in serie
IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
Costi iniziali per serbatoi e tubazioni, Cit
Spesso, negli edifici alti, le spese in conto capitale per le tuba-
Nota: Non è incluso il costo dei tubi orizzontali per la distribu-
zioni, le valvole e i serbatoi superano ampiamente il costo delle
zione dell’acqua, i tubi installati nei pavimenti degli uffici e i
unità booster. Il concetto non cambia in questo case study.
dispositivi di erogazione dell’acqua. Il costo di questi componenti
è identico a prescindere dalla configurazione
scelta per l’aumento pressione.
Il calcolo dei costi include:
• Tubi ascendenti verticali, inclusivi di costi di isolamento, supporti e montaggio tubi
Tutti i tubi inseriti nel calcolo sono in accciaio inox tipo Costo iniziale, tubazioni, Cit
Euro
DIN 2463. I prezzi variano da 50 €/m per 35 mm (1¼”)
400.000
a 150 €/m per 108 mm (4”)
350.000
• Serbatoi. Costo dei serbatoi 200 €/m3.
300.000
In caso di interruzione della corrente elettrica, i serbatoi 250.000
sono dimensionati in modo da fornire acqua fino a 12 ore.
200.000
• Valvole limitatrici di pressione. Prezzo 450 €/pezzo,
150.000
incluso il montaggio.
100.000
50.000
0
Il calcolo include le valvole nei casi in cui la pressione
1 Impianto di 2 Impianto 3 Impianto 4 Impianto
in serie con
diviso
con
aumento
serb. interin zone
serbatoi
pressione
medi
a tetto
singolo
statica in corrispondenza dei rubinetti superi i 5 bar.
5 Impianto
collegato
in serie
I sistemi 1. Impianto di aumento pressione singolo e 3. Serbatoio a tetto prevedono l’uso di valvole limitatrici di pressione.
Confronto dei costi iniziali delle tubazioni, ecc., Cit
Costi di manutenzione, Cm
Manutenzione nell’arco di 20 anni:
Sia i serbatoi a tetto, sia i serbatoi intermedi devono essere
Si stima che la manutenzione delle unità booster costituisca il
svuotati e puliti ogni anno conformemente alle normative
50% del prezzo d’acquisto iniziale dell’impianto.
locali. Gli impianti composti da unità booster che utilizzano i
• Tubi e valvole limitatrici di pressione: 5% dell’investimento serbatoi sono svantaggiati rispetto
iniziale
agli impianti a pressione.
• Serbatoi a tetto e intermedi: 20% del costo iniziale del
serbatoio
Costi di manutenzione, 20 anni, Cm
Euro
400.000
350.000
300.000
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
1 Impianto
di aumento
pressione
diretto
Unità booster
2 Impianto
diviso
in zone
3 Impianto 4 Imp. colle- 5 Impianto
gato
collegato
con
in serie con
in serie
serbatoi
serb. intera tetto
medi
Confronto dei costi di manutenzione a 20 anni, Cm
6
IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
Portata
Il profilo di consumo
Per eseguire un calcolo energetico è necessario conoscere il
profilo di carico. Il profilo di consumo mostra le variazioni della
portata che avvengono durante un periodo tipico di 24 ore.
Nei complessi di uffici, come peraltro nella maggior parte degli
edifici commerciali, il consumo di acqua varia significativamente secondo l’ora del giorno.
Portata [m3/h]
60
Punto di lavoro 1: 53,1 m3/h
50
40
Al mattino, si registra la massima portata, che corrisponde
all’inizio delle attività di servizio, ad esempio la pulizia, la preparazionedi cibo e caffè e il lavaggio delle stoviglie. La domanda di acqua varia per l’intera giornata ma non raggiunge mai il
picco della fascia mattutina. Dal momento che l’edificio ospita
unicamente degli uffici, non si verifica praticamente alcun consumo di acqua alla sera e durante la notte. Il profilo di carico
si basa sulla curva di durata. Abbiamo stimato un consumo
totale di acqua potabile al giorno pari a 295 m3, con un utilizzo
annuo di 250 giorni.
30
Punto di lavoro 2:
21,2 m3/h
20
Punto di lavoro 3:
15,6 m3/h
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
22
24
Ore al giorno
Profilo di calcolo
I calcoli energetici si eseguono in corrispondenza di tre
diversi punti di lavoro, considerati rappresentativi del
profilo di consumo.
• Il punto di lavoro 1 è responsabile di una sola ora al giorno
di consumo alla portata di picco pari a 53,1m3/h.
• Il punto di lavoro 2 è responsabile di quattro ore al giorno con una portata pari a 21,2m3/h • Il punto di lavoro 3 è responsabile di 10 ore al giorno con una portata pari a 15,6m3/h
• Si assume che nelle restanti nove ore non vi sia alcun
consumo di acqua.
Portata [m3/h]
60
Portata [m3/h]
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
2
4
6
8
10 12 14
Ore al giorno
16
18
20
22
24
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Ore al giorno
Profilo del consumo di acqua nell’arco di 24 ore
Curva di durata indicante le ore di esercizio al giorno a una
portata superiore a quella indicata
7
IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
Costi energetici, Ce
I calcoli energetici vengono eseguiti sulla base delle formula
Punto di
lavoro
illustrata di seguito.
Portata
Q
E1 [kWh] =
Q [m3/s] * H [kPa] * h [h]
η [-]
Euro
Ore di
manutenz.
/anno
Potenza
idraulica
Rendimento
Consumo
energetico
annuo
H
h
P4
η
E4
E1
kPa
h
kW
–
kWh
kWh
1
0,015
2871
250
42,5
0,61
10,621
17,411
2
0,006
2728
1000
16,1
0,58
16,145
27,837
3
0,004
2697
2500
11,6
0,59
29,004
49,159
94,407
La tabella a destra illustra il principio alla base di tutti
i calcoli energetici. Il consumo energetico annuo è calcolato in
base a tre punti di lavoro. I rendimenti fanno riferimento alle
effettive unità booster o pompe Grundfos. Costo dell’energia
considerato: € 0,20 per kWh.
400.000
Prevalenza
Sistema 1 Impianto di aumento pressione singolo. Calcolo del consumo
energetico di un anno.
Costo energetico, Ce
350.000
300.000
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
1 Impianto di 2 Impianto 3 Impianto 4 Impianto
in serie con
aumento
diviso
con
serb. interpressione
in zone
serbatoi
medi
singolo
a tetto
5 Impianto
collegato
in serie
Serbatoi in legno sui tetti di New York
Confronto del consumo energetico nell’arco di 20 anni, Ce
Mancato guadagno, Cr
Man mano che il valore degli immobili aumenta, la quantità
di superficie commerciale acquisisce crescente importanza. In
molti casi, è redditizio espandere un edificio in altezza. Un altro
metodo più efficace per incrementare la superficie
commerciale è la riduzione degli spazi “sprecati” perché destinati ai servizi.
Euro
400.000
Mancato guadagno nell’arco di 20 anni, Cr
350.000
300.000
250.000
200.000
150.000
100.000
In questo calcolo, abbiamo preso in considerazione il valore
dello spazio occupato dai gruppi booster e dai serbatoi intermedi. Abbiamo ipotizzato un valore pari a 5 € per m2 al mese.
Per i locali seminterrati e il tetto abbiamo ipotizzato un valore
pari a 2,5 € per m2 al mese.
50.000
0
1 Impianto di 2 Impianto 3 Impianto 4 Imp. collegato
aumento
diviso
con
pressione
in zone
serbatoi in serie con
serb. intersingolo
a tetto
medi
I costi del mancato guadagno possono variare secondo le condizioni dei singoli mercati.
5 Impianto
collegato
in serie
Confronto del mancato guadagno nel corso di 20 anni, Cr
8
IMPIANTI DI AUMENTO PRESSIONE
GRUNDFOS
La superiorità degli impianti a pressione
In questo articolo, abbiamo tracciato una breve storia dei serbatoi a tetto e degli impianti a pressione e ne abbiamo descritto
le caratteristiche principali. Abbiamo presentato cinque diversi
sistemi per l’aumento della pressione negli edifici alti, calcolandone costi e consumi in riferimento a un ipotetico edificio tipo.
Non è difficile tirare le somme del confronto.
Come indica l’analisi, gli impianti a pressione suddivisi in zone
sono superiori alle soluzioni che prevedono l’impiego di serbatoi
a tetto, sia per quanto riguarda l’investimento iniziale,
l’investimento iniziale, sia sul fronte della manutenzione e
dell’efficienza energetica.
Costo totale, 20 anni
Euro
800.000
700.000
600.000
500.000
607.149
495.702
430.747
400.000
409.897
368.343
300.000
200.000
100.000
0
Vediamo perché.
1. Generare una portata all’interno dell’impianto idrico richiede
molta energia e lo stesso accade per quando si genera la pressione in caso di portata scarsa o assente. Per questo motivo, le
configurazioni degli impianti di aumento pressione caratterizzate da diverse unità booster e bassi livelli di pressione sono da
preferire in quanto il consumo energetico si riduce significativamente al ridursi della pressione fornita.
I sistemi (2, 4 e 5) sono suddivisi in zone di pressione di un massimo di 12 piani ciascuna. La massima altezza geodetica è
limitata a 50 m o 5 bar in ogni zona. Poiché la pressione
richiesta è bassa rispetto all’impianto di aumento pressione
singolo (1) e all’impianto con serbatoio a tetto (3), il consumo
energetico è inferiore. Nel sistema 1, la quantità totale di acqua
(295 m3/giorno) è sottoposta a una pressione di 29 bar. Questo
implica la necessità di utilizzare delle valvole limitatrici di
pressione. La pressione degli impianti suddivisi in zone (4 e 5) è
di soli 6 bar, quindi non è necessario l’impiego di valvole limitatrici. L’impianto con serbatoio a tetto è risultato nel complesso
la soluzione più costosa, implicando un consumo energetico
più elevato di tutti gli altri sistemi. Questo è un fatto sorprendente visto che l’unità booster può funzionare a una portata
costante di 15 m3/h per 20 ore al giorno. Tuttavia, in questo
impianto, tutta l’acqua (295 m3/giorno) viene pompata, oltre i
punti in cui potrebbe essere utilizzata dai consumatori, a una
pressione elevata (29 bar) e quindi lasciata scendere per gravità
verso il punto in cui verrà utilizzata. Anche in questo caso, è
necessario installare delle valvole riduttrici di pressione per
eliminare la pressione in eccesso.
1 Impianto di 2 Impianto 3 Impianto 4 Impianto
in serie con
aumento
diviso
con
serb. interpressione
in zone
serbatoi
medi
singolo
a tetto
5 Impianto
collegato
in serie
Costi energetici, 20 anni. €
Costo iniziale, serbatoi e tubazioni. €
Costo iniziale, unità booster. €
Costi di manutenzione, 20 anni. €
Mancato guadagno, 20 anni. €
per la portata piena di 53,1 m3/h, quindi deve possedere un’unità booster con tre pompe da 16 kW.
L’inserimento di serbatoi intermedi (sistema 4) riduce la
portata richiesta a 23,2 m3/h. Questo comporta la presenza
di tre pompe da 3 kW ciascuna e la riduzione del consumo
energetico complessivo del 24%. Negli edifici alti, gli impianti di
aumento pressione suddivisi in zone sono sempre da preferire
per l’alimentazione idrica. Infatti, consentono un consumo
energetico notevolmente inferiore dal momento che le unità
booster funzionano a livelli di pressione minori. Gli impianti suddivisi in zone rendono addirittura obsolete le valvole
limitatrici di pressione dal momento che la pressione statica
viene mantenuta a un livello accettabile. Questo assicura un
maggiore comfort per l’utente finale.
L’importanza del risparmio energetico
Tradizionalmente, chi si accinge a scegliere e configurare un
impianto di aumento pressione presta molta attenzione alla
spesa iniziale. I nostri calcoli mostrano però che questa non è
la scelta migliore. È evidente che gli impianti suddivisi in zone
implicano un maggiore investimento per l’acquisto delle unità
booster, tuttavia questa spesa perde importanza se considerata nella prospettiva di un lungo periodo di utilizzo. Occorre
valutare gli impianti di aumento pressione nella loro interezza, senza dimenticare che il consumo energetico costituisce
sempre l’aspetto più importante: infatti comporta una spesa
maggiore di tutti gli altri costi sommati insieme.
2. Il profilo di consumo mostra che la richiesta di acqua varia
nel corso della giornata. L’adattamento costante alla portata
richiede l’impiego di unità booster e tubazioni di dimensioni
adeguate agli eventuali picchi di portata. L’installazione dei serbatoi intermedi consente l’utilizzo dell’acqua immagazzinata
per rispondere ai picchi di portata. In questo caso, le dimensioni delle unità booster e delle tubazioni possono essere ridotte
significativamente. Ad esempio: l’unità booster posta nella
zona inferiore deve alimentare le quattro unità booster posizionate ai piani superiori. L’impianto collegato in serie senza
serbatoi intermedi (5) deve invece essere dimensionato
9