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.

Cos'è un 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.

Un impianto autoclave standard si sviluppa a partire da un normale serbatoio che riceve l’acqua dalla rete di distribuzione. L’acqua riempie il vaso d’espansione spinta dalla pompa e comprime il polmone.

Nei condomini la presenza di un impianto autoclave diviene necessaria affinché la pressione e i flussi di acqua siano regolari a tutti i piani. Può infatti accadere che ai piani bassi l’acqua arriva in grande quantità, mentre ai piani alti l’acqua stenta ad arrivare per insufficienza di pressione. Per non parlare delle emergenze, ovvero quando manca l’erogazione e la distribuzione dell’acqua da parte della rete idrica.

Componenti di un 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.
  • Pompa elettrica: serve ad accrescere il livello della pressione dei flussi di acqua.
  • Serbatoio: in cui è contenuta l’acqua che proviene dalla rete idrica e che servirà nei momenti in cui manca l’erogazione di acqua.

Il contenitore a pressione è infine quel componente in cui è situata una camera d’aria detta il polmone dell’autoclave. In tali termini, potenza e forza di un impianto di autoclave discendono dal lavoro con cui tutti questi componenti agiscono affinché i flussi di acqua siano costanti e circolino nelle tubazioni. È naturale che il guasto anche di uno solo di tali componenti fa cessare il funzionamento o non fa più lavorare in modo corretto l’intero sistema.

Il Polmone degli Impianti Idrici

Il vaso di espansione è compatibile con elettropompe standard, impianti di mantenimento della pressione e pompe da giardino. Questa versatilità lo rende ideale per impianti autoclave e diverse applicazioni idrauliche domestiche e commerciali.

  • Alta qualità e durata: Costruito con lamiere di acciaio saldate secondo le norme UNI-EN, garantisce una lunga durata e resistenza agli agenti atmosferici. La membrana in EPDM, resistente e facilmente sostituibile, assicura un affidabilità costante nel tempo.
  • Prestazioni ottimali: La membrana EPDM offre una bassa permeabilità ai gas e una buona resistenza chimica fino a 100 °C, mantenendo le prestazioni ottimali del sistema. La sua capacità di ammortizzare le vibrazioni contribuisce a una maggiore efficienza.
  • Installazione semplice: Il vaso idrico orizzontale è progettato per il montaggio a parete ed è fornito di una piastra di montaggio per l elettropompa. Questa caratteristica semplifica l installazione e rende il sistema facile da integrare in diversi impianti idraulici.

Come Funziona un Impianto Autoclave

Nel serbatoio va a finire l’acqua fornita dalla rete idrica, che poi viene trasferita nella pompa elettrica. Questa pompa invia i flussi idrici alla camera d’aria, ovvero nel polmone. Camera d’aria e acqua si comprimono vicendevolmente in modo da far accrescere, anche a livelli elevati, la pressione dell’acqua. Grazie a tale processo, i flussi di acqua possono raggiungere i piani più alti del condominio a quantità e volumi necessari.

A controllare come funziona l’autoclave provvede il pressostato, che accende o spegne la pompa elettrica e quindi fa funzionare l’intero impianto.

È sempre bene rimanere nel range tra 1,5 e i 4 BAR quando si monta l’idrosfera per casa. La pressione di precarica deve essere 0,2 BAR inferiore alla pressione di attacco che impostiamo sul pressostato e la calibrazione va fatta con motore pozzo staccato e boccia svuotata.

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

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 a Inverter

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

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.

Manutenzione di un Impianto Autoclave

Come tutti gli impianti idrici, anche un’autoclave ha bisogno di una manutenzione, e il tecnico adeguato per fare ciò è l’idraulico. L’intervento può basarsi su urgenze, ovvero se avviene un guasto all’interno dell’impianto, può essere preventivo in maniera tale da prevenire eventuali guasti, oppure ancora di ordinaria manutenzione dei componenti e/o dell’intero impianto di autoclave.

Nel corso della manutenzione di un’autoclave si vanno a rilevare i detriti all’interno della vasca o a controllare i livelli di pressione dell’impianto in modo tale che accensione e spegnimento avvengano nei reali momenti di necessità. In genere, è necessario che gli interventi di manutenzione avvengano in modo regolare.

Come detto, la prima cosa da controllare è il vaso di espansione che regola la pressione dell’autoclave. Nel caso in cui la pressione dovesse scendere, infatti, i cicli di accensione e spegnimento della pompa non sarebbero più regolari e ciò potrebbe deteriorare l’impianto e danneggiare il vaso di espansione. Ciò significa che tale vaso dovrà essere sostituito.

Un altro intervento da effettuare nel corso della manutenzione dell’autoclave è la pulizia dei detriti e dei residui che l’acqua stessa trasporta all’interno delle tubazioni. Tali residui possono risultare dannosi al pressostato dell’impianto alterandone il funzionamento. Disattivando l’alimentazione elettrica dell’autoclave è possibile pulire il pressostato, lasciando fuoruscire la pressione grazie all’apertura del rubinetto idrico posto al di sotto dell’autoclave.

Un’altra operazione necessaria è il controllo non soltanto dei flussi, ma anche della qualità dell’acqua che passa attraverso l’impianto e giunge ai rubinetti dei singoli condomini. In base alle normative europee, infatti, l’acqua viene ritenuta un vero e proprio alimento. Pertanto tale intervento non solo è necessario dal punto di vista strettamente tecnico, ma serve soprattutto per tutelare la salute dei vari condomini.

Il funzionamento dell’impianto è un’altra operazione di controllo da effettuare nel corso della manutenzione dell’autoclave. Anche in questo caso il ruolo dell’idraulico è fondamentale, perché rappresenta la figura professionale più adatta affinché tutto l’impianto funzioni perfettamente. Nel caso dell’autoclave condominiale questo aspetto risulta determinante perché i condomini di tutti i piani debbono poter ricevere flussi regolari di acqua.

Un altro aspetto di non poco conto da tenere presente è il ruolo dell’amministratore condominiale, che ha la responsabilità del corretto funzionamento di questo come di altri impianti in uso al condominio.

Manutenzione e Sicurezza

È fondamentale controllare regolarmente la pressione di ingresso del vaso, che deve essere di 0,1-0,2 bar inferiore alla pressione di accensione della pompa.

Quanto costa la manutenzione dell’autoclave

Il costo della manutenzione di un impianto di autoclave condominiale è variabile. In genere, se ne tiene conto al momento dell’acquisto, proprio perché tale impianto ha una sua complessità che prevede l’intervento di un idraulico qualificato.

In genere tale spesa dipende dal tipo di autoclave che si intende installare e dalla reperibilità delle parti di ricambio. Mentre per gli impianti tradizionali il costo è accessibile e i pezzi di ricambio sono facilmente reperibili, nel caso degli impianti ad inverter la spesa della manutenzione è più elevata e i ricambi sono più difficili da trovare.

Sul costo della manutenzione incide anche la tipologia di condominio e la modalità di ripartizione della spesa fra i vari condomini. In generale, si applicano le quote millesimali e l’approvazione della spesa passa attraverso le decisioni prese in sede di assemblea condominiale.

Come è evidente, pare impossibile definire una spesa media di manutenzione di un impianto di autoclave. Affinché si possa godere di una buona autoclave, è consigliabile installarla in modo perfetto ed in ambienti adeguati, scegliendo un modello affidabile caratterizzato da una facile manutenzione.

Come Progettare un Impianto Autoclave

Un impianto autoclave viene utilizzato per sfruttare una riserva d’acqua che viene accantonata per utilizzarla nei momenti di necessità. Sicché, quando pressione e flussi di acqua nel circuito idrico tendono a ridursi, entra in gioco l’autoclave nello stesso istante in cui qualcuno apre il rubinetto. Il sistema di autoclave impedisce così la carenza idrica.

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

Agli elementi certi se ne affianca uno presuntivo derivato dall’esperienza sul campo: si deve infatti supporre la presenza di apparecchiature idrovore tipo “passi rapidi”.

Si consideri la seguente progressione (contemporaneità statistica):

  • da 5 a 15: 1 passo rapido in funzione per 7 secondi
  • da 15 -a 50: 2 passi rapidi in funzione per 7 secondi
  • da 50 a 100: 3 passi rapidi in funzione per 7 secondi

Nel determinare la prevalenza (o pressione d’esercizio), si devono considerare alcuni elementi:

  1. tipologia di prelievo: da acquedotto (battente positivo) da pozzo o cisterna (battente negativo);
  2. altezza dell’edificio dal piano contatore acqua (piano strada) fino al piano dell’utenza più sfavorita. In presenza di acquedotto con battente positivo è’ indifferente, ai fini del calcolo dell’altezza, l’eventuale posizionamento dell’impianto in piani interrati;
  3. pressione minima per il funzionamento corretto dell’apparecchiatura più sensibile (scaldabagno, passo rapido);
  4. perdite di carico generate nel circuito di distribuzione in relazione alla dimensione delle tubature, al numero di gomiti, ecc.;

Se il prelievo avviene da acquedotto, si deve conoscere quale pressione minima fornisca la rete. Tale pressione dovrà essere sommata alla pressione resa dalla pompa in modo da determinare il punto di funzionamento del sistema che dovrà corrispondere il più possibile alla parte centrale della curva caratteristica della pompa scelta.

Se il prelievo avviene da battente nullo o negativo, dovrà essere il sistema a fornire l’intera pressione.

Negli stabili esistenti il dimensionamento dell’impianto dovrà tenere conto del diametro della tubazione di aspirazione e di quello della tubazione di distribuzione fino ai singoli montanti.

Da una tubazione di dimensione data, non è possibile ottenere molto più acqua di quanta ne può passare (non comprimibilità dell’acqua).

La silenziosità di funzionamento dell’impianto è un elemento da tenere in considerazione per non arrecare eccessivo disturbo alle utenze che insistono nelle vicinanze dell’impianto e per evitare liti all’interno del condominio. La silenziosità si ottiene attraverso l’utilizzo di pompe con potenza motore più piccola possibile, con il dimensionamento adeguato del serbatoio e con l’utilizzo di idonei sistemi di abbattimento delle vibrazioni residue.

In stabili già esistenti, saranno determinanti gli spazi a disposizione (grandezza e tipologia del locale) e i passaggi (diametro delle porte di accesso ai locali degli angoli di eventuali curve), dal piano di scarico al sito d’installazione.

Esempio di Progettazione

Dati:

  • 30 appartamenti
  • Massimo consumo lt 160 min (2,6 lt/sec)
  • Altezza stabile 24 mt (8 piani)
  • Prelievo: acquedotto
  • Pressione acquedotto: 3 bar
  • Dimensione tubazione di aspirazione: 2”
  • Dimensione tubazione di mandata: 2”
  • Perdite di carico del circuito di distribuzione: 10 mt (1 bar)
  • Pressione da garantire all’utenza più sfavorita: 1,5 bar
  • Utenza sensibile più vicina: 1° piano con interposta linea negozi
  • Spazio a disposizione nel locale d’installazione: 3 mt x 2 mt
  • Diametro passaggi dal piano di scarico al locale d’installazione 75 cm

Dimensionamento delle Pompe

  • Portata pompe (cadauna) 2,1 lt/sec (quantità cautelativa)
  • Prevalenza di lavoro 5,4 bar (per determinare la curva della pompa si deve sottrarre la pressione acquedotto, 5,4bar-3bar = 2,4 bar)
  • Punto di curva della singola pompa 24 mt porta almeno 2,1 lt/sec, la curva chiude ad almeno 38-40 mt

Dimensionamento del Serbatoio

La funzione del serbatoio è principalmente quella di creare un ambiente dove, in caso di prelievo da parte delle utenze, avvenga una fuoriuscita dell’acqua contenuta, un’espansione del cuscino d’aria e, di conseguenza, una generale diminuzione della pressione. Tale diminuzione è rilevata da un’apparecchiatura detta pressostato.

Serbatoi e Pompe: Differenze e Utilizzo

Accade in diverse occasioni di doversi servire dell’utilizzo di serbatoi di acqua connessi ad una pompa. Tali strumenti sono sfruttati in vari modi e contesti ma soprattutto ai fini della conservazione e dello stoccaggio di acqua potabile a pressione atmosferica e del suo successivo utilizzo.

I serbatoi per la conservazione di acqua sono ciascuno diverso dall’altro in base al modo in cui vengono costruiti, i materiali utilizzati per la loro realizzazione e lo scopo al quale sono adibiti. Esiste, ad esempio, una differenza tra serbatoio con pompa attaccata e autoclave. Pompa e autoclave per acqua potabile son due cose ben distinte. La pompa è un particolare tipo di apparecchiatura volta a determinare un aumento di pressione in un liquido. L’autoclave, dal suo canto, è un impianto molto più complesso e macchinoso nel quale rientra anche una pompa e viene spesso impiegata per rifornire d'acqua gli appartamenti o i condomini.

Per serbatoio completo di autoclave, infatti, si intende un oggetto costituito da un’unione organica di varie componenti. Tra queste rientrano un’elettropompa, un galleggiante elettrico, un pressostato ed un vaso di espansione.

Consigli Utili

  • Quando l'utilizzo è condominiale sarebbe bene optare per un modello silenzioso, in quanto i rumori del motorino che si attiva durante la notte, potrebbe essere causa di discussioni tra condomini ed eventuali contenziosi.
  • Dall'uscita del contatore dell'acquedotto, deve essere collegata la tubazione all'ingresso del serbatoio inserendo il galleggiante meccanico, il cui ruolo è quello di bloccare il riempimento una volta che è stato raggiunto il livello massimo.
  • All’uscita del serbatoio deve essere messa la tubazione, accompagnata da un apposito rubinetto di prelievo.
  • Per un'elettropompa utilizzata ai fini dell’irrigazione, ad esempio, stabilire di quanti litri al minuto si ha bisogno è essenziale.
  • Per salvaguardare il corretto funzionamento e la massima durata del motore una pompa è necessario utilizzare alcune importanti accortezze di mantenimento e manutenzione.
  • Cuscinetti e lubrificanti, ad esempio, dovrebbero sempre essere monitorati controllando temperature, livelli e vibrazioni.
  • Importante, inoltre, è anche evitare l’attacca e stacca dell’elettropompa.
  • Evitare il ristagno dell’acqua con una manutenzione regolare, effettuata ad intervalli di tempo di massimo due o tre mesi.
  • Utilizzare specifici prodotti per la sterilizzazione dell'acqua. Tra questi l’ipoclorito di sodio oppure il biossido di cloro.

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