In molti sistemi di riscaldamento e acqua refrigerata, la modalità di controllo a pressione proporzionale è quella preferita. Per ottime ragioni. Nei sistemi HVAC, solo le perdite dinamiche di tubazioni, curve e componenti sono considerate; mentre le perdite statiche o la prevalenza possono essere trascurate.

Nei sistemi di pressurizzazione idrica per edifici commerciali, tuttavia, la pressione costante è diventata lo standard, nonostante questi edifici siano caratterizzati da numerose perdite dinamiche e non solo da perdite di pressione statica.

In questo corso, ti presenteremo la modalità a pressione proporzionale nei sistemi di pressurizzazione e come possa generare risparmi negli edifici commerciali.

Prima di entrare nei dettagli, ripassiamo alcune parole chiave: perdite di pressione statiche e perdite di pressione dinamiche. Le perdite statiche sono indipendenti dalla portata, mentre le perdite dinamiche dipendono fortemente dalla portata.

Durante il dimensionamento di una pompa di pressurizzazione, è fondamentale calcolare la prevalenza statica per determinare le perdite statiche, così come le perdite dinamiche. La prevalenza statica corrisponde al dislivello misurato tra il gruppo di pressurizzazione e il punto di erogazione più alto dell’edificio. Le perdite dinamiche, invece, dipendono dal consumo d’acqua. All’aumentare della portata e della richiesta crescono anche le perdite lungo le tubazioni e nei raccordi. A portata zero, non esistono perdite dinamiche. 

Tradizionalmente, si utilizza una pressione costante nei sistemi di pressurizzazione degli edifici commerciali di grande altezza, a causa dell’elevata prevalenza statica. Come mostrato, la pressione o prevalenza della pompa, indicata dalla linea rossa, rimane costante, indipendentemente dalla portata e dalle perdite dinamiche. Un sistema di pressurizzazione può essere ottimizzato adattando la pressione proporzionale – anche negli edifici alti. Vediamo come.

Come mostrato qui, quando la pompa funziona in modalità a pressione proporzionale, adatta le proprie prestazioni alla pressione richiesta, determinata dalla portata. Quindi, anche se i risparmi operando in modalità a pressione proporzionale possono sembrare modesti in edifici con grande prevalenza statica, restano comunque significativi.

Molti edifici commerciali, però, non rientrano nella categoria “edifici alti”. Strutture come ospedali, centri commerciali e aeroporti coprono superfici molto ampie, ma con pochi piani. Per edifici commerciali come questi, la pressione proporzionale diventa la scelta ideale. 

Immagina un aeroporto. Un aeroporto tipico copre su una superficie ampia, ma ha un’altezza piuttosto modesta. In termini di pressurizzazione idrica, questo è un fattore chiave, poiché il rapporto tra perdite statiche e dinamiche si inverte rispetto agli edifici alti. Come mostra il grafico, la pressione proporzionale diventa ancora più rilevante in edifici come questi, e i risparmi potenziali sono considerevoli. 

Un altro fattore importante riguarda la pressione e la portata al rubinetto. Nei sistemi che operano a pressione costante, la portata al rubinetto non è stabile. Infatti, la portata dell’acqua al rubinetto aumenta quando la portata complessiva del sistema diminuisce. Questo accade perché i rubinetti sono soggetti a variazioni di pressione, che dipendono dalle perdite dinamiche del sistema – perdite che dipendono dalla portata. Vediamo un esempio.

Se la portata d’acqua del sistema si riduce, la pressione disponibile al rubinetto può aumentare da 100 a 200 kPa facendo crescere la portata da 0,25 a 0,33 l/s – un aumento del 32%. Quindi, quando il consumo complessivo diminuisce, anche le perdite dinamiche si riducono. Se la prevalenza della pompa resta costante, la pressione al rubinetto aumenta, con conseguente spreco inutile di acqua. 

Al contrario, i sistemi che funzionano a pressione proporzionale possono regolare la pressione in base alle reali esigenze. Quando la portata del sistema diminuisce, anche la pressione o prevalenza della pompa si riducono. In questo modo, la pressione al rubinetto rimane più o meno costante, con un impatto sul budget davvero minimo – mettendo in evidenza i vantaggi chiave della pressione proporzionale.

Esistono infatti due tipi di modalità di pressione proporzionale: lineare e quadratica. La modalità lineare è caratterizzata dalla pompa che adatta le proprie prestazioni proporzionalmente alla portata. La modalità quadratica, invece, simula le condizioni reali del sistema. In questo esempio, l’area rossa evidenzia i potenziali risparmi energetici ottenuti tramite la modalità lineare, mentre l’area blu illustra ulteriori risparmi possibili con la modalità quadratica. 

In sintesi, il controllo a pressione proporzionale – sia lineare che quadratico – nei sistemi di pressurizzazione offre grandi risparmi energetici e idrici. E sebbene i risparmi siano più evidenti in edifici con pochi piani come aeroporti e ospedali, applicare il controllo a pressione proporzionale nei sistemi di pressurizzazione in qualsiasi edificio commerciale porterà vantaggi concreti.