Come alimentare un banco di prova per rubinetteria ?
L’approvvigionamento idrico di un banco di prova per rubinetteria dipende direttamente dalle prove da eseguire, dal tipo di prodotto sottoposto a test e dalle risorse disponibili in loco. Un banco di prova può richiedere acqua fredda, acqua calda, una pressione stabile, una portata precisa o un funzionamento a circuito chiuso per limitare il consumo idrico.
Prima di scegliere una soluzione, è necessario definire diversi aspetti: la pressione desiderata, la portata necessaria, il numero di utenze da alimentare, la precisione di temperatura richiesta e l’eventuale presenza di un impianto di produzione di acqua calda o di un circuito primario esistente.
A seconda dell’impianto disponibile, il banco può essere alimentato direttamente dalla rete idrica, da serbatoi interni, da un circuito di acqua calda/fredda o da un generatore autonomo. Queste configurazioni presentano vantaggi e vincoli diversi in termini di regolazione, consumo idrico e dimensionamento.
Ecco le principali soluzioni possibili per l’alimentazione idrica di un banco di prova idraulico destinato alle prove sulla rubinetteria.
SOMMAIRE
I criteri da definire prima di scegliere un sistema di approvvigionamento idrico
Prima di dimensionare l’alimentazione di un banco di prova per rubinetteria, è necessario innanzitutto definire le condizioni di prova previste. Un banco utilizzato per un semplice controllo non richiederà lo stesso impianto di un banco destinato a prove di prestazione, di resistenza o di qualificazione.
I criteri principali da definire sono i seguenti:
- la necessità di acqua fredda, di acqua calda o di acqua tiepida;
- la portata necessaria per alimentare una o più postazioni di prova;
- la pressione prevista, costante o variabile a seconda delle prove;
- la precisione di temperatura richiesta;
- il numero di panchine o moduli da alimentare;
- la scelta tra un’alimentazione con acqua di scarico o un funzionamento a circuito chiuso.
Questi elementi consentono di scegliere una configurazione adeguata all’impianto esistente. In alcuni casi è sufficiente la rete dell’impianto. In altri, è necessario prevedere serbatoi, pompe, scambiatori di calore o un generatore dedicato per acqua calda e fredda.
Situazione in loco | Soluzione possibile | Da ricordare |
Acqua fredda disponibile, niente acqua calda | Serbatoio d'acqua calda riscaldato + acqua fredda di rete | Semplice da integrare, ma l'acqua fredda dipende dalla rete idrica |
Acqua calda e fredda entrambe disponibili | Alimentazione diretta, con pompe o serbatoi se necessario | Soluzione pratica se la rete è stabile in pressione e portata |
Circuito primario acqua calda / fredda disponibile | Scambiatori di calore integrati nel banco | Buona precisione di temperatura, senza consumo continuo di acqua |
Nessuna alimentazione idonea disponibile | Generatore autonomo di acqua calda / fredda | Soluzione completa, da dimensionare in base al numero di postazioni |
Caso 1 – È disponibile solo acqua fredda
Se non si dispone di un’alimentazione di acqua calda, la soluzione più semplice è installare due serbatoi: uno collegato all’alimentazione di acqua calda del banco (50 L) e uno all’alimentazione di acqua fredda (15 L). A questo si aggiunge un sistema di riscaldamento nel serbatoio dell’acqua calda e un distributore nel banco di prova. Il distributore convoglierà una parte dell’acqua miscelata verso il serbatoio dell’acqua calda, creando così un circuito chiuso di acqua calda (più economico in termini di energia e acqua).
L’altra parte dell’acqua miscelata viene convogliata verso lo scarico. Infatti, il circuito è aperto sull’acqua fredda, quindi il consumo totale d’acqua è pari alla portata dell’acqua fredda, ma non è necessario raffreddare, poiché l’apporto di freddo avviene direttamente alla temperatura dell’acqua in entrata. Questo sistema è il più semplice, poiché non prevede un sistema di raffreddamento. Lo svantaggio è che, in compenso, la temperatura dell’acqua fredda non è regolabile.
Caso 2 – Disponete già di acqua calda e fredda
1: La regolazione della pressione della vostra rete di produzione è corretta (pressione della rete di produzione = pressione di prova): in questo caso è possibile alimentare il banco di prova direttamente dalla vostra rete di produzione dell’acqua.
2: È necessario effettuare delle variazioni di pressione: occorre installare delle pompe all’ingresso del banco, sia sull’acqua calda che su quella fredda, che consentiranno di variare la pressione oltre il livello della rete. In questa configurazione, la pressione dell’acqua può solo essere aumentata.
3: È necessario eseguire dei test a una pressione inferiore a quella di alimentazione: occorre quindi prima abbassare la pressione utilizzando dei serbatoi di compensazione per l’acqua calda e l’acqua fredda, quindi aumentarla in modo controllato tramite le pompe verso il banco di prova.
Se si desidera un ritorno separato per l’acqua calda e quella fredda, è necessario installare un distributore all’uscita dell’acqua miscelata della panca, in modo da distribuire l’acqua miscelata alle reti di ritorno dell’acqua calda e fredda.
Caso 3 – Si dispone di un anello primario
Il circuito dell’acqua calda e dell’acqua fredda viene utilizzato come fonte esterna di riscaldamento e raffreddamento del banco. L’acqua contenuta nel serbatoio interno dell’acqua calda del banco viene riscaldata da uno scambiatore di calore (utilizzando il circuito dell’acqua calda come fonte di riscaldamento). L’acqua fredda del serbatoio interno del banco viene raffreddata da uno scambiatore di calore (utilizzando il circuito dell’acqua fredda come fonte di raffreddamento). Grazie al circuito non vi è alcun consumo d’acqua.
I sistemi di scambiatori di calore garantiscono un’ottima precisione termica (± 0,5 °C sia in riscaldamento che in raffreddamento) e consentono di modificare facilmente i setpoint di temperatura sia in riscaldamento che in raffreddamento.
Vantaggi :
- È possibile gestire facilmente la temperatura e la pressione grazie alle vasche interne e alle pompe.
- L’acqua di prova rimane all’interno del banco (non è collegata al vostro sistema di riscaldamento e raffreddamento), il che consente un ricambio frequente.
- Ottima regolazione della temperatura di alimentazione del banco e rapida regolazione delle temperature dell’acqua calda e fredda
Caso 4 – Non disponete di un’alimentazione adeguata
Soluzione 1 :
La prima soluzione consiste in un piccolo generatore che alimenta direttamente il banco. È composta da 2 serbatoi (acqua calda e acqua fredda) e dispone di un sistema di riscaldamento da 20 kW per il serbatoio dell’acqua calda e di un sistema di raffreddamento, anch’esso da 20 kW, per il serbatoio dell’acqua fredda. Il banco è dotato di un distributore caldo/freddo in modo che l’acqua miscelata venga aspirata verso il serbatoio dell’acqua calda e quello dell’acqua fredda in circuito chiuso, il che evita il consumo di acqua. Si ottiene un risparmio energetico sull’acqua calda, ma il sistema necessita di energia per raffreddare l’acqua fredda. Non vi è recupero di calore dal freddo al caldo.
La precisione del serbatoio di riscaldamento è di ± 1 °C e quella del serbatoio di raffreddamento di soli ± 2 °C. Ciò sarà sufficiente per la maggior parte dei test di resistenza, ma non per alcuni dei test di prestazione.
Soluzione 2 :
Il banco è alimentato da un generatore di acqua calda e fredda più potente rispetto alla soluzione 1. Il generatore garantisce la regolazione della temperatura di un serbatoio di acqua calda e di un serbatoio di acqua fredda. Il banco pompa l’acqua calda e l’acqua fredda direttamente in questi serbatoi.
Questo sistema consente di alimentare uno o più banchi di prova per rubinetteria, in base alle portate richieste da ciascuna postazione. L’impianto funziona a circuito chiuso, con produzione integrata di acqua calda e fredda.
La soluzione dispone di una elevata potenza termica: 30 kW per l’acqua calda e 30 kW per l’acqua fredda. Grazie ai suoi serbatoi interni di grande capacità, 400 L per l’acqua calda e 200 L per l’acqua fredda, il generatore è in grado di fornire un’elevata portata istantanea mantenendo una temperatura precisa.
Questa configurazione consente di alimentare più banchi con una precisione di temperatura di circa ±0,5 °C sia in riscaldamento che in raffreddamento, nei limiti delle portate previste in fase di progettazione. È quindi particolarmente indicata per i laboratori che dispongono di più banchi di prova o che effettuano campagne di test regolari.
La pompa di calore assicura il raffreddamento dell’acqua fredda e consente di recuperare parte dell’energia prodotta per riscaldare l’acqua calda. Il calore in eccesso viene poi espulso tramite un aerotermo. Questo funzionamento permette di limitare le perdite di energia rispetto a un sistema di produzione di caldo/freddo più tradizionale.
Le due soluzioni sono simili nella loro struttura di base, ma la soluzione 1 è più semplice e meno costosa. D’altra parte, offre una precisione di temperatura più limitata, una potenza di riscaldamento/raffreddamento inferiore e non recupera il calore dal circuito di raffreddamento verso quello di riscaldamento. Per un confronto più dettagliato di queste configurazioni, consulta la nostra pagina dedicata alle apparecchiature periferiche.
Quale configurazione scegliere per il vostro banco di prova?
La scelta giusta dipende dall’impianto esistente, dalla portata necessaria, dalla precisione termica richiesta e dal numero di postazioni da alimentare. Se la struttura dispone già di un sistema stabile di produzione di acqua calda e fredda, può essere sufficiente un’alimentazione diretta. Se invece le prove richiedono una maggiore precisione o se non è disponibile un’alimentazione adeguata, può essere preferibile un generatore autonomo o un circuito dedicato.
In ogni caso, il dimensionamento deve essere definito già nel capitolato d’appalto per evitare limitazioni di portata, variazioni di temperatura o un consumo d’acqua eccessivo durante le prove.
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Thibault MARCHAND
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