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Impianti autoclave

Impianto autoclave: cos’è, a cosa serve, come si progetta in BIM

Tempo di lettura stimato: 5 minuti

Tipologie, funzioni e componenti dell’impianto autoclave con esempio di progettazione e dimensionamento di un gruppo di pressurizzazione

Gli impianti autoclave garantiscono l’accesso all’acqua corrente alla giusta pressione anche in ambienti dove la situazione ottimale potrebbe essere compromessa. Nei condomini, ad esempio, la presenza dell’autoclave è spesso indispensabile per garantire il corretto funzionamento del sistema idrico e il confort abitativo per tutti gli inquilini.

In questo articolo esploreremo in dettaglio le varie tipologie di impianto autoclave, le loro componenti e i loro vantaggi, offrendo una panoramica completa su questo importante dispositivo.

Infine, puoi vedere un video di presentazione di un software di progettazione per gli impianti idraulici che ti permette di capire come poter gestire al meglio il progetto di un impianto autoclave.

dimensionamento impianto di scarico delle acque reflue

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Che cos’è l’impianto autoclave

L’impianto autoclave è un sistema che garantisce l’accesso all’acqua corrente anche in situazioni in cui la pressione dell’acqua è troppo bassa. Questo dispositivo è progettato per automatizzare l’avvio e l’arresto di una o più elettropompe, assicurando una portata d’acqua sufficiente a una pressione adeguata per servire utenze che altrimenti ne sarebbero prive.

In parole semplici, l’autoclave agisce aumentando la pressione dell’acqua all’interno delle tubature di un edificio, consentendo così di raggiungere anche i piani alti. Questo è particolarmente importante nei contesti residenziali, come i condomini, dove una bassa pressione dell’acqua potrebbe compromettere il comfort e la vivibilità degli abitanti.

Inoltre, l’autoclave è ampiamente utilizzato anche in altre situazioni, come nelle abitazioni private o negli edifici commerciali, dove la bassa pressione dell’acqua potrebbe essere un problema.

Quali sono le componenti dell’impianto autoclave

In un impianto autoclave generico possiamo individuare le seguenti componenti:

  • camera di autoclave – è tipicamente realizzata in acciaio inossidabile per garantire una resistenza ottimale alla corrosione e alla pressione. Questa struttura è progettata per resistere alle condizioni estreme di temperatura e pressione senza compromettere l’integrità dei materiali trattati al suo interno;
  • sistema di riscaldamento – un altro elemento cruciale dell’impianto autoclave, può assumere diverse forme a seconda delle specifiche esigenze dell’applicazione. Potrebbe essere costituito da resistenze elettriche, vapore o altri mezzi di trasferimento termico, il cui obiettivo è aumentare la temperatura all’interno della camera di autoclave per attivare il processo di trattamento dei materiali;
  • controlli di pressione e temperatura – sono fondamentali per garantire un trattamento sicuro ed efficace dei materiali all’interno dell’autoclave. Questi dispositivi monitorano costantemente le condizioni all’interno della camera di autoclave e regolano i parametri di processo di conseguenza, garantendo che la pressione e la temperatura rimangano entro i limiti prestabiliti per l’intera durata del ciclo di trattamento;
  • contenitore a pressione – noto anche come polmone, è un elemento essenziale dell’impianto autoclave in cui è presente una camera d’aria. Questo polmone agisce come un accumulatore, consentendo alla pompa di dilatare il periodo di funzionamento su un tempo maggiore, riducendo così il numero di accensioni e spegnimenti, che possono causare usura e colpi d’ariete pericolosi;
  • pressostato – accende la pompa quando la pressione dell’acqua scende al di sotto di un certo limite e la spegne quando raggiunge il valore massimo prefissato. Questi componenti aggiuntivi contribuiscono a garantire il corretto funzionamento e la sicurezza dell’impianto autoclave in diverse situazioni e applicazioni.

In aggiunta ai componenti principali sopra descritti, un impianto autoclave può includere anche altri elementi per completare il sistema. Ad esempio, potrebbe essere presente un serbatoio di accumulo per immagazzinare una certa quantità d’acqua in arrivo dalla rete, insieme a una pompa elettrica, solitamente di tipo centrifugo, per spingere l’acqua nel serbatoio a pressione.

Il serbatoio dell’acqua può essere dimensionato con la seguente formula:

V = 30 (Gpr60) / a ⋅ (Pmax+1) / (PmaxPmin)

dove:

V = Volume dell’autoclave, [l] Gpr = Portata di progetto, [l/s] Pmin = Pres. min. di sopraelevazione [bar] Pmax = Pres. max. di sopraelevazione [bar] a = Numero massimo orario degli avviamenti della pompa [h-1]

Tipologie di impianto autoclave

Gli impianti autoclave possono essere suddivisi in diverse tipologie rispetto ai sistemi di automatizzazione, e principalmente in due categorie con le relative sottocategorie come segue:

  • sistema con serbatoi pressurizzati
    • autoclave di tipo classico
    • autoclave con serbatoi a membrana
  • sistema a inverter
    • impianto inverter puro con comando di una o più pompe
    • impianto inverter puro con inverter per ogni pompa
    • impianto inverter misto

Sistema con serbatoi pressurizzati

Questo tipo di impianto presenta due varianti principali:

  • autoclave di tipo classico
  • autoclave con serbatoi a membrana

Autoclave di tipo classico

L’autoclave classica è composta da uno o più serbatoi, due o più pompe, un compressore, un quadro elettrico e gli strumenti necessari per la logica di funzionamento.

La logica di funzionamento si basa sul principio della comprimibilità dell’aria. Nel serbatoio, posizionato a valle delle pompe, vengono contemporaneamente immessi acqua e aria in modo automatico. Gli automatismi sono garantiti dalla presenza di pressostati, uno per ogni pompa e uno per il compressore, che regolano il processo. Quando le utenze prelevano acqua, la pressione all’interno del serbatoio diminuisce, attivando le pompe per mantenere la pressione desiderata. Le pompe forniscono acqua alla pressione minima stabilita per soddisfare le esigenze degli utenti. Una volta raggiunto il livello massimo nel serbatoio, le pompe si fermano. Il compressore garantisce che il livello di aria nel serbatoio sia costantemente ottimale.

Vantaggi del sistema

  • Ampia autonomia garantita dalla dimensione del serbatoio, consentendo periodi di riposo per le apparecchiature.
  • Semplicità di funzionamento e durata garantita dall’efficienza delle apparecchiature elettromeccaniche.

Autoclave con serbatoi a membrana

Questo tipo di impianto è composto da serbatoi a membrana, da due o più pompe, da un quadro di comando e dagli strumenti per la logica di funzionamento.

La logica di funzionamento è simile a quella dell’autoclave classica, ma manca il compressore. La dimensione dei serbatoi è limitata, quindi l’autonomia è ridotta. Il ripristino periodico del cuscino d’aria deve essere effettuato manualmente. Questo sistema è caratterizzato dall’economicità d’acquisto e d’installazione, ma richiede una manutenzione più frequente a causa della limitata autonomia e della qualità dei componenti.

sistema di controllo della pressione

sistema di controllo della pressione

Sistema a inverter

Il sistema a inverter, invece, può essere suddiviso in tre tipologie principali:

  • impianto inverter puro con comando di una o più pompe
  • impianto inverter puro con inverter per ogni pompa
  • impianto inverter misto

Impianto inverter puro con comando di una o più pompe

Questo impianto è composto da una o più pompe, da un quadro di comando con un inverter, da un trasduttore di pressione e da un serbatoio di antipendolamento.

La logica di funzionamento si basa sul trasduttore di pressione, che rileva le variazioni di pressione causate dall’utilizzo delle utenze. L’inverter comanda le pompe in base alle esigenze di consumo, consentendo un funzionamento efficiente e silenzioso. Il serbatoio di antipendolamento impedisce la ripartenza continua della pompa in presenza di piccole perdite nel sistema.

Vantaggi del sistema:

  • risparmi energetici grazie alla regolazione dei giri motore delle pompe;
  • maggiore silenziosità e minore usura delle apparecchiature.

Impianto inverter puro con inverter per ogni pompa

In questo tipo di impianto, ogni pompa è comandata da un inverter separato. La logica di funzionamento è simile all’impianto precedente, ma entrambe le pompe funzionano a giri variabili e si scambiano periodicamente.

Vantaggi del sistema:

  • stessa efficienza e silenziosità dell’impianto precedente, ma con una maggiore flessibilità operativa.

Impianto inverter misto

Questo impianto combina i vantaggi del sistema autoclave classico con quelli del sistema inverter. Una pompa è comandata dall’inverter, mentre le altre sono comandate da pressostati. Il serbatoio è di dimensioni maggiori rispetto agli altri sistemi e non presenta una membrana.

Vantaggi del sistema:

  • silenziosità garantita dai bassi giri del motore e dalla minore usura delle apparecchiature;
  • robustezza e affidabilità del sistema elettromeccanico;
  • possibilità di maggiori periodi di riposo delle pompe grazie alla dimensione del serbatoio.

Come progettare un impianto autoclave con un software BIM

 

Segui questo video di presentazione sul software di progettazione per gli impianti idraulici così da gestire tutta la fase di progettazione dell’impianto autoclave.

 

 

Impiantus-IDRAULICO

 

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