Le elettropompe idrauliche rappresentano una tecnologia fondamentale che gioca un ruolo cruciale in molteplici settori industriali e applicazioni quotidiane.
Le motopompe, o pompe per acqua, sono strumenti polifunzionali e molto utili per movimentare liquidi di vario tipo. Una pompa è l'attrezzo ideale per spostare velocemente grandi quantitativi d'acqua diventando così importante in contesti caratterizzati dalla presenza di cisterne, piscine e condomini. Di conseguenza le pompe si rivelano strumenti di grande utilità sia in contesti agricoli, quanto in contesti urbani, in quanto gli usi dell'acqua sono innumerevoli e coinvolgono diversi settori.
Dal pompaggio dell'acqua potabile al movimento di fluidi in processi industriali complessi, queste pompe sono indispensabili per il funzionamento di svariati sistemi.
Principi di Funzionamento
Alla stregua di una qualunque pompa idraulica sono strumenti che sfruttano l'energia meccanica e sono in grado di trasformarla in Energia cinetica che, nello specifico, si realizza sotto forma di spostamento del liquido. Invece, questo tipo di pompa dell'acqua funziona scambiando la quantità di moto tra la macchina e il fluido, applicando i principi di idrodinamica.
La pompa per acqua opera secondo principi fisici ben definiti. Le pompe elettriche per acqua utilizzano un motore o una fonte di energia esterna, trasformano l'energia cinetica o meccanica in energia idraulica, creando un flusso di fluido pressurizzato.
L'elemento essenziale che permette alla pompa di compiere questo sforzo è il motore. L'accensione di un motore elettrico fa muovere alcune pale, dette giranti, che spingono i liquidi pompati dal centro della pompa, verso l'esterno. La pompa cosiddetta centrifuga possiede un'entrata dell'acqua (definita aspirazione), posizionata in corrispondenza dell'asse centrale dell'elettropompa.
Componenti Chiave di una Motopompa Idraulica
- Motore: Il motore rappresenta il cuore energetico della motopompa idraulica. Motore, che può essere elettrico o a combustione interna, fornisce la potenza necessaria per azionare la pompa.
- Giunti di Accoppiamento: I giunti di accoppiamento sono utilizzati quali elementi di collegamento tra motore elettrico a flangia unificata e pompa oleodinamica per la trasmissione del moto.
- Corpo Pompa: Il corpo pompa, la voluta che incanala il flusso prima in aspirazione e poi in mandata costituisce l’elemento strutturale principale che contiene tutti i componenti idraulici.
Tipologie di Pompe Idrauliche
Le pompe acqua elettriche, dotate di un efficiente motorino d'acqua, sono essenziali per garantire un flusso costante e potente in applicazioni di irrigazione e gestione delle risorse idriche. Ci sono diverse tipologie di pompe, ciascuno progettato per adattarsi a esigenze specifiche di portata, pressione e tipo di fluido.
- Pompe idrauliche sommerse: per la gestione delle acque reflue e sistemi di drenaggio.
- Pompe di superficie: per pompare acqua da pozzi, fiumi, laghi o serbatoi verso sistemi di distribuzione idrica.
- Pompe centrifughe: utilizzate per estrarre, trasportare e distribuire acqua potabile.
- Pompe per aspirazione acqua: ideali per drenare rapidamente pozzi, piscine e cantine allagate.
Pompe Centrifughe: A Velocità Variabile
L’impiego delle pompe centrifughe a velocità variabile negli impianti di sollevamento degli acquedotti consente di ottenere notevoli vantaggi sia per quanto riguarda la qualità del servizio offerto all’utenza sia nell’economia di gestione. Accade non di rado che la messa a disposizione di mezzi molto versatili, come sono anche le pompe in argomento, conduca però ad una loro utilizzazione tanto più errata quanto maggiori sono le possibilità che essi offrono.
Le pompe centrifughe, quando si ha la necessità di superare alte prevalenze, mantenendo comunque alti i valori di portata, possono essere a multi-girante. In queste, un certo numero di giranti sono connesse con lo stesso albero. La geometria interna obbliga il liquido in uscita da una girante ad entrare in quella successiva.
Lettura degli Schemi e Funzionamento
Ogni libretto delle istruzioni presenta un disegno di questo tipo. Come si leggono e interpretano le informazioni di questo schema, presente nella scheda tecnica di ogni pompa è molto semplice. Il grafico mette in relazione 2 assi che rappresentano da un lato la massima pressione (prevalenza) prodotta dell'elettropompa e dall'altro la lunghezza portata in litri/min.
Come è facile intuire, conoscendo un minimo i principi fisici che regolano la pressione dei liquidi, la pompa avrà il massimo della prevalenza e quindi della forza, quando la portata sarà pari a zero.
Variazione di Velocità
La variazione di velocità dei motori elettrici ha più di un secolo, ma inizialmente essa poteva essere attuata soltanto in corrente continua con i problemi che ciò comportava, sia nella costituzione dei motori data la complessità del loro rotore, sia per le difficoltà insite nella produzione della corrente continua.
Funzionamento e Rendimento
Il funzionamento di una pompa centrifuga viene comunemente rappresentato dalla curva portata/prevalenza del liquido sollevato che ogni costruttore fornisce per ciascuna macchina. Un altro elemento caratteristico importante è il rendimento meccanico del gruppo motore-pompa che è molto variabile secondo il punto di funzionamento.
Vediamo ora che cosa succede variando la velocità di rotazione della pompa. Ad ogni nuova velocità corrisponde una nuova curva congruente con quella precedente e quindi ottenibile per semplice traslazione di essa nel mentre collegando tra di loro i punti di pari rendimento meccanico che si registrano nei vari casi si ottengono delle figure elissoidiche.
In pratica ad ogni variazione della velocità di rotazione della pompa si ottiene una nuova macchina completamente diversa da quella precedente ma con un funzionamento analogo rappresentato in grafico dalla relativa curva caratteristica.
Dimensionamento del Motore e Limiti di Velocità
Innanzitutto il motore deve, ovviamente, essere dimensionato sulla base del lavoro da svolgere nelle condizioni più gravose e cioè per la massima velocità il che equivale a dire che il regime di normale lavoro della macchina è quello svolto con il motore che funziona con la corrente elettrica di linea utilizzata così come essa viene consegnata dal gestore. Sarà poi l’inverter che, limitando la propria funzione alla sola riduzione del numero di giri per minuto ottenuta riducendo la frequenza della corrente, conferisce alla macchina la caratteristica di poter modulare portata e pressione.
Utilizzo Ottimale e Curve di Isorendimento
Importante, innanzitutto, la curva ottenuta congiungendo tra di loro i punti di massimo rendimento alle varie velocità di rotazione, la quale rappresenta, appunto, l’utilizzazione ottimale della macchina per tutto il campo di variazione che le è proprio. Nella pratica risulta assai difficile che la pompa possa seguire esattamente tale curva pur restando accettabile il suo rendimento.
Limiti di Velocità e Risparmio Energetico
E’ quindi necessario ricercare i limiti entro i quali deve essere contenuta la velocità di rotazione della pompa al fine di garantirne una corretta utilizzazione. Al riguardo, nel mentre il punto di massima velocità è, come già detto in precedenza, forzatamente definito dal dimensionamento del motore elettrico e corrisponde quindi alla velocità n=100 del grafico, risulta molto difficile fissare la velocità minima per le molte implicazioni che ne derivano.
Installazione e Spurgo
Ogni pompa che andrà installata dovrà essere completamente piena di acqua e non contenere alcun minima particella d'aria, affinchè la possa trasferire energia all'acqua. La spurgo dell’aria avviene di solito al primo avviamento e la pompa deve essere in marcia.
In questo caso il livello dell'acqua nel serbatoio si trova ad un'altezza superiore rispetto alla pompa. L'acqua riempie la pompa cadendo dall'alto, spinta dal suo stesso peso dal serbatoio di raccolta. Il funzionamento dello spurgo è più complicato quando la pompa dovrà compiere un'aspirazione da un pozzo, cisterna o serbatoio che e’ posto al di sotto della pompa stessa. In questo caso la tubazione necessaria per l'aspirazione dovrà disporre di una valvola di non ritorno immersa nel serbatoio.
In concreto, le valvole di non risalita, saranno montate all'estremità del tubo di aspirazione e in corrispondenza di un filtro, costituito da una rete metallica, che blocchi l'aspirazione dello sporco, rimasto sul fondo del deposito dell'acqua. La massima altezza affinchè una pompa possa lavorare correttamente, detta anche capacità di autodescamento, è di circa 8-9 metri.
Funzioni Aggiuntive
Un aspetto da considerare nel momento in cui si volesse comprare un'elettropompa è che una per prelevare l'acqua e spostarla dovrà essere necessariamente collegata all'elettricità. Questo significa avere una pompa idraulica sempre attiva, indipendentemente dal fatto che avvenga o meno un consumo di acqua.
Il funzionamento di un presscontrol dipenderà dalla pressione massima della pompa. Questo particolare strumento dovrà sempre tener conto della potenza della pompa elettrica. Sarà indispensabile fare sempre riferimento ai dati tecnici riportati sulla confezione del presscontrol, dove è indicato certamente la potenza massima di corrente che potrà tollerare. Come dicevamo sopra, il compito di un presscontroll potrà anche essere svolto da un pressostato.
Applicazioni
Anche per garantire un'irrigazione efficiente del giardino, una pompa acqua per irrigazione risulta essere una scelta ottimale grazie alla sua capacità di mantenere una pressione costante e affidabile. Una pompa pressione acqua è essenziale per alimentare sistemi di irrigazione ad alta efficienza, lavare veicoli e attrezzature, e mantenere una pressione costante nelle reti idriche domestiche e industriali.
In agricoltura, le pompe acqua vengono utilizzate per l'irrigazione dei campi, la gestione dei sistemi di drenaggio e il trasporto dei liquami.
Possono operare a diverse pressioni e portate, adattandosi a molteplici applicazioni. Lo sviluppo di motori IE3 e IE4 riduce l’impatto ambientale e migliora le prestazioni complessive.
Manutenzione
Mantenere in efficienza la tua pompa d'acqua non è solo una questione di durata, ma anche di sicurezza. Una corretta manutenzione della pompa acqua elettrica previene malfunzionamenti che potrebbero avere ripercussioni non solo sull'apparecchio in sé ma anche sull'ambiente circostante.
- Effettua regolarmente controlli visivi per rilevare eventuali perdite o danni alla struttura.
- È fondamentale assicurarsi che le guarnizioni e le parti meccaniche siano sempre in buono stato per evitare dispersioni d'acqua o peggio, inquinamento.
- Pulire il filtro dell'elettropompa è un'operazione semplice ma cruciale per mantenere l'efficienza dell'apparecchio e assicurare una portata costante d'acqua senza sovraccarichi.
- Non dimenticare, poi, di lubrificare le parti mobili seguendo le indicazioni del produttore: questo passaggio può sembrare banale ma garantisce una lunga vita alla tua pompa per trattamento acqua.
- Proteggere la pompa dagli agenti atmosferici, soprattutto se installata all'esterno: un alloggiamento adeguato può fare la differenza tra una pompa idrica che dura anni e una che si deteriora rapidamente.