consumo [m3/h]
[h] [m3/h]
3.2.2 Sc elta de lla por tata di p ro get to de ll’i mp ianto
Ne l suo punt o d i fu nz io na me nt o la po mp a fo r nis ce u na po rt at a ma s s ima d i 1,2 l/ s ad u na pre va le nz a d i 7 0 met r i, co mpat ibilme nt e a que lla mas s ima fo r nit a da l po zzo c io è 1,5 l/ s.
I l va lo re d i co nsu mo de lla t o rre grande ap pe na t ro vato rapprese nt a la r ic h iest a c he il po zzo do vrà so dd is fare. Ora st a a no i d e c idere s e ut ilizz are t utt a la po rt at a fo r nit a d a lla po mp a o ppure una fraz io ne d i e ss a e co nsegu e nt e me nt e d ime ns io nare i s er bat o i d i a ccu mu lo ( in pr imis,d at o che la r ic h iest a co me po s s ia mo vedere no n è co st ant e ne ll’ar co de lla g io r nat a) po i t utt i g li a lt r i co mpo ne nt i de ll’imp ia nt o . Sceg liere d i ut iliz zar e ad es e mp io so la me nt e 1 l/ s s ig n ific a pre vedere u n min imo d i int egraz io ne da ac quedo t to ne lle g io r na t e est ive p iù ca ld e e dest inare la re st ant e fraz io ne d is po nib ile d i 0,2 lit r i/s eco ndo diret t a me nt e a ll’ut iliz zo deg li o rt i.
Ne ll’arco d i u na g io rnat a quest a fra z io ne d i po rt at a garant ir e bbe u na qua nt it à d’a cqua p ar i a 17,28 m3 o vvero po co più de lla met à de l fa bb iso g no per
l’ irr igaz io ne. Que st a pot rebbe t o rnare ut ile ne lle g io r nat e p iù fre dde ne lle qua li la to rre no n r iu sc is s e a spurg are su ffic ie nt e qua nt it à d’a cqua. Ve dre mo p iù t ard i in det t aglio l’a nda me nt o de i live lli d e i ser ba to i per g iu st ific are t a le sce lt a o me no . In o gni ca so servir à ,ne lla der iva z io ne po zzo -serbat o io d i accu mu lo deg li o rt i,u na va lvo la a 3 vie mo t o rizzat a c he co ns e nt a di co nvo g liar e t ut t a la po rt at a dispo nib ile ne l ca so il grup po fr igo r ifero de ll’o s peda le no n s ia in fu nz io ne.
3.2.3 Calcolo p ortat a d’ac qua e va porat a e spur gat a dalle t orri
Do po aver pro vvedut o al ra ffr edd a me nt o de i co nde nsat o ri, l’a cqua c a lda c he ne esc e vie ne inv iat a a lla t o rre d i ra ffredd a me nt o per mez zo d i po mpe d i c irco laz io ne. Qu i es sa vie ne ra ffre ddat a per e vapo raz io ne parz ia le fino a ragg iu ng ere u na
t emperat ura infer io re d i q ue lla a bu lbo s e cco de ll’ar ia. I l fe no me no
de ll’e vapo raz io ne d ipe nde da lla cap ac it à d i a sso r bime nt o de ll’acq ua da part e de ll’ar ia a mb ie nt e no n sat ura. Le due t o rri d i ra ffr edda me nt o ( a c ircu it o apert o ) so no po s iz io nat e ne l t et to della ce nt ra le t er mic a. L’acq ua d i r e int egro co rrispo nd e a lla so mma de lla qu a nt it à e vapo rat a p iù q ue lla perdut a per t rasc ina me nt o da l flu sso d’ar ia, a c u i va agg iu nt a la po rt at a nece ss ar ia per e ffet t uare lo spurgo di
deco nce nt raz io ne. La t e mper at ura limit e ma s s ima d i ra ffr edda me nt o è ugua le a lla t emperat ura a bu lbo u mido de lla ’ar ia, c he in prat ica però no n è po s s ib ile o tt enere [4]. Chia mia mo Indice t erm omet rico d ella torre (It h) de lla t o rre la d iffere nza ma s s ima d i t e mp erat ura che es sa è in grad o di fo r nire t ra T ent rat a acqua(da ra ffredd are) e T usc it a a cqua (ra ffr eddat a: so lit a me nt e il suo va lo re s i at t est a su i 4-5 K.
La qua nt it à d i ac qua e vapo rat a per effet t o de l ra ffredd a me nt o deve e ss ere
so st it u it a co n u n’a na lo ga qua nt it à d i acq u a d i re int egro che p e net ra ne lla va sca d i racco lt a at traver so una va lvo la aut o mat ica a ga lle gg ia nt e: ragg iu nt o il live llo min imo ne lla va sc a, la va lvo la s i apr irà r ie mp ie ndo vas ca fino a l live llo p er il qua le s i r ic h iuderà la va lvo la.
C hia mia mo Qv la portata di acqua che evapora: trovare il suo valore non è difficile sape ndo che per far e vapo rare un k ilo gra mmo d i a cqua ad u na cert a t emperat ura sarà ne ce ss ar ia u na c ert a quant it à d i ca lo r e det t a ent a lp ia d i e vapo raz io ne ( hv). Alla t e mper at ura d i 25 ° C e ss a è ugua le a 2434,6 KJ/ Kg no nc hé 2434600 KJ/ m3 (da llo st at o liq u ido a T=25° C a llo st at o gas so so ).
Sape ndo la qu a nt it à d i c a lo re s ma lt it a in u n’o ra da l co nde ns at o re (Pc) o vvero la sua c apac it à t er mic a r iu sc ia mo a ca lco lare la qua nt it à d ’ac qua c he e vapo ra: Qv= Pc/ hv
Per qua nt o riguarda lo spurgo d i deco nce n t raz io ne e s so è fu nz io ne d i d ue para met r i: la co nc e nt raz io ne in s a li a mmis s ib ile ne ll’acqu a c irco la nt e (durezza o ppure va lo re d i co nduc ib ilit à) e la qua lit à de ll’acqu a d i a lime nt az io ne. La
per io d ic it à deg li sp urg hi de ve es sere in fu nz io ne de lla co mpo s iz io ne de ll’a cqu a d i re int egro , in part ico lare de l suo t eno re di s a li. Se la qu a lit à de ll’a cqu a ero gat a da ll’acqu edo tto pubblico rest a ent ro cert i limit i no r ma li è po ss ib ile ca lco lare l’a mmo nt are de l re int egro da prevedere. S e mpre rest a ndo ne i limit i a ccet t abili da l punt o d i vist a d e i co st i d i es erc iz io o cco rre infat t i a vere u n eq u ilibr io t ra durezza in iz ia le d e ll’acq ua d i r e int egro e durezz a ma s s ima a mmis s ib ile per l’ac qua de l c ir cu it o d i ra ffr edda me nt o . Tale equ ilibr io può essere r ica vat o co n l’a iut o de lla figura 37: part endo da u na det er minat a durezza in iz ia le d e ll’ac qua d i re int e gro (ass e de lle a sc is s e) e da u na dur ezz a mas s ima a mmis s ib ile p er il c ir cu it o d i ra ffredd a me nt o (asse de lle o rd inat e),a ll’ in t ersez io ne de lle co o rdinat e
fu nz io ne de lla po rt at a d’acqu a e vapo rat a Qv. La dure zza de ll’a cqu a può esser e dat a in grad i fr a nc es i [ °TH] o grad i t edesc hi.
fi g . 3 7 gr a fi co d u r ez z a a cq u a r in n ov o- m a ssi m a a mm i ssi bi l e ( Da = Qa , Dv= Qv)
La po rt at a de llo s purgo d i deco nce nt raz io ne sarà Qp =Qa-Q v.
Se a ves s imo a d es e mp io u na po rt at a d’acqua d i re int egro d i 1232 lit r i/ h co n u na pot enz a da s ma lt ir e ne l co nde nsat o re di 1 500000 KJ/ h e sup po nia mo d i no n a vere prev ist o una t orre di ra ffredd a me nt o co n sma lt ime nt o di c a lo re de l co nde nsat o re a fa sc io t ubie ro per se mp lice c ir co la z io ne d i ac qua a perd ere. Co n u n ∆ =12 K la po rt at a d’acqua a perd ere Qep s arà:
Qep=
, ∗ = 29833 [ lit r i/ h] o vvero c irca 30 [ m3/h]
S i co mpr e nde qu ind i l’ int ere ss e ne l l’ut ilizzare u na to rre di ra ffredd a me nt o co n la qua le s i ut iliz z a no 1,23 m3/ h co nt ro 30m3 /h d ’a cqua a perder e per u n r ispar mio me d io d’acqu a de l 95 ÷98%.
Ne l no st ro imp ia nt o l’addo lc it o re fa s i c h e l’a cqua in e nt rat a ne lle no st re to rri s ia a durezz a par i a 0 grad i fra nce s i. Co me pr eced e nt e me nt e sp ieg at o i c ar bo nat i d i
ca lc io e ma g ne s io no n so lu bili ve ngo no t ras fo r mat i in s a li so lu bili in acqu a:co s ì fa ce ndo r iu sc ia mo ad e liminar e il va lo re d i dure zza e ne l co nt e mpo au me nt ia mo il va lo re d i co ndu c ib ilit à (c he rappre se nt a il co mp le s so de i sa li d is c io lt i
ne ll’acqu a, in que st o caso t utt i so lu bili). Sapp ia mo ino lt r e c he l’ac qua d i re int e gro e nt ra a 1000 micro s ie me ns/ c m2 e l’e let t rova lvo la c he co ma nda lo sp urgo è t arat a per un va lo re d i 2300 µsiemens/cm2, r iepilogando:
Conducibilità media in entrata [µsiemens/cm2] 1000 Conducibilità media in uscita [µsiemens/cm2] 2200-2300
Tra co nduc ib ilit à in u sc it a e in e nt rat a c’è u n rappo rto di 2,3. Se ut iliz z ia mo la t abe lla pre ced e nt e co n il no st ro rappo rto ent rat a/usc it a a bb ia mo :
Qa= 1,85* Q v
qu ind i Qp= 1,9*Q v- Q v
in de fin it iva a bbia mo u na Q d i e va po raz io ne c ir ca il 14% p iù gra nde d i que lla d i spurgo in via t eo rica.
C i sar e bbe d a co ns iderar e ne l bila nc io a nc he l’acqu a perdut a per t rasc ina me nt o che co n g li at t uali sep arat o ri d i go cc e as su me un va lo re qua s i irr ile va nt e ; s i par la d i perd it e par i a c irc a lo 0,1-0,05% de l va lo re co mp le ss ivo de lla po rt at a ric irco lat a.
Ved ia mo c he r isu lt at i c i fo r nis ce que st o met o do :
Co ns idera ndo c he med ia me nt e per o gni c hilo gra mmo d i a cqu a e vapo rat a, s i ha u na d isper s io ne d i 600 Kca l/ h ( va lo re me d io ) po ss ia mo c a lco lare ap pro ss imat iva me nt e la po rt at a d’acqua c he e vapo ra in t o rre gra nde (1700 KW):
Qv = Pc / 600 = 146172 8 / 600 = 2436 kg/ h= 2436= 58,47 m3/g io r no
do ve:
Qc è la qua nt it à d i a cqua co nsu mat a esp ress a in Kg/ h. La t o rre grande ha una cap ac it à t er mic a d i s ca mb io p ar i a 17 00 KW o vvero 1461728 Kg/ h.
P è la po t enz ia lit à t er mic a de lla t o rre espres sa in Kca l/ h
600 è la qu a nt it à d i ca lo re aspo rt at a da o gni c hilo d i acq ua e vapo rat a (KCa l/ Kg) med ia me nt e il va lo re co ret to andre bbe r ile vat o da l d ia gra mma de l vapo re, in ba se a lle co nd iz io ni e ffet t ive d i fu nz io na me nt o , ma in fa se d i pr ima appro ss ima z io ne, quest o va lo re p er met t e una d iscr et a accurat ezz a,
Dat o questo risu lt at o avre mmo , p er u n’int era g io r nat a d i fu nz io na me nt o a ma ss ima pot enz a co st ant e ne lle 2 4 o re , una Q v=58 m3/gg c ir ca, u na Q a=1 10 m3/gg e Qp=52. Se il gru ppo fr igo r ifero gra nd e la vo ra in u na g io r nat a t ipo co n u na pot enz ia lit à fr igo fera me d ia d e l 75% a vre mo Q v=4 3, 8 [ m3/gg],Qa =83,22 [ mm3/g g] , Qp=39,4 [ m3/gg]. Ne lla g io r nat a cr it ic a in cu i ho e ffet t uato le misur az io ni ho reg ist rato un co nsu mo d i 88 m3 c irc a..che equ iva le se co ndo quest i c a lco li esat t a me nt e ad u n fu nz io na me nt o med io (durant e le 24 o re) par i a c irca l’80% de lla po t enz ia lit à fr igo r ifer a mas s ima( in q uest o caso Qv=46,8 ;Q a=88,9 ;Qp=42,1). Co ns ider ia mo co n que st o met o do Qp c irca 10% p iù p icco la r isp et to Qv.
Una rego la prat ica co ns ist e ne l pre ved er e uno spurgo par i a lla qua nt it à d ’acq ua e vapo rat a: in pr ima appro ss ima z io ne, so pratt utt o se s i de vo no fare d e lle co ns id eraz io ni su i co nsu mi d i acqu a d i u n imp ia nt o d i ra ffr edda me nt o , po ss ia mo co ns id erare la po rt at a di a cqua d i spur go par i a lla po rt at a di a cqua p ersa p er e vapo raz io ne. P er bre vit à qu ind i po s s ia mo dir e c he il co nsu mo med io d i ac qua in una to rre evapo rat iva è dat o dalla so mme de lle p erd it e d i acq ua per t rasc ina me nt o p iù du e vo lt e le perd it e per e va po raz io ne.
No no st ant e la co nsa pe vo lezz a d i que s t a “re go la prat ic a” ho pro vvedut o a d imo st are l’ugua g lia nza fra le po rt at e d i spurgo ed e vapo raz io ne. Ho racco lt o una ser ie d i dat i su l ca mpo a na liz za ndo i dat i dura nt e due c ic li d i spurgo :
orario tempo[h] T[°C] evento
portata spurgo [m3/h] consumo acqua tot [m3] durata spurgo [min]
durata intervallo tra uno spurgo e un altro [min] 08:06 8,1 25 inizio spurgo 1,378 0 08:24 8,4 26 1,343 08:36 8,6 26 fine spurgo 1 30 08:49 8,82 27 inizio spurgo 1,353 13 09:04 9,066 2 09:27 9,45 27,5 fine spurgo 3 38 09:41 9,68 inizio spurgo 14
consumi in [litri] consumo spurgo
reintegro (dedotta dalle altre due misurate)
1o ciclo: dalle 8:06 alle 8:36 1000 660 340 2o ciclo: dalle 8.36 alle 9.04 1000 338,4 661,6 3o ciclo: dalle 9.04 alle 9.27 1000 519 481
ciclo tra due inizio spurghi consumo spurgo reintegro (8:06-8-49) 1307,2 660 647,2
Co ns idera ndo p iù c ic li po ss ia mo co ns id erare la qu a nt it à d i acq ua d i re int egro ugua le a ll'a cqua e vapo rat a (per co mpe nsar e il fat to che a ll' in iz io d e l mo n it o ragg io no n s i co no sc e il live llo de l ser bat o io de lla to rre).
I l c a lco lo s e pur gro s so la no ,fat to att raverso mis ura z io ni co n cro no met ro ,mis urat o re di po rt at a e caraffa da 5 lit r i p er la mis uraz io ne de lla po rt at a d i spurgo , c i co nse nt e d i co me po ss ia mo co ns iderare le due po rt at e ugua li ne l t e mpo ( le due po rt at e po i o vvia me nt e var iera nno d i par i p as so in pro po rz io ne a lla po t enz ia lit à de ll' imp ia nt o ,qu ind i a lle co nd iz io n i igro met r ic he est er ne).
3.2.4 Misuraz ione e lettr ica e calc olo an da ment o cons u mi d’a cqua pe r i mpian to irri gazi one ort i
Al fine d i c a lco lare il fa bb iso g no g io rna lie ro do vuto all’ irr iga z io ne deg li o rt i è st ato ut iliz zat o un M ic ro vip, u n a na liz z at ore po rt at ile d i e nerg ia e let t r ica e d i ar mo nic he per s ist e mi mo no fa se e t r ifa se. I n p art ico lare è st at o e ffet t uat o un co llega me nt o a mpero met r ico a lle fa s i de lla po mpa so mmer sa c he a lime nt a t utto l’ imp ia nt o d i d ist r ibuz io ne per mis urar e c ar ic hi e co nsu mi de lla st es sa.
fi g . 3 8 m i su r a t or e e col l eg a m en t i vol t m et r i ci / a m per om et r i ci su r et e t r i fa se a st el l a
Lo st rume nt o è rima st o in fu nz io ne p er 3 g io rni da ve nerd i a lu ned i mat t ina ne l pe nu lt imo we eke nd d i lug lio : ipo t izz ia mo che i car ic hi mis urat i r appre se nt ino que lli d i ma s s imo co nsu mo a nnua le (e st ivo ). R ico rd ia mo c he la po mpa fu nz io na so lo ne i me s i e st ivi da Apr ile a Ot to bre.
Ved ia mo u na pag inat a d i dat i c he c i ha fo rnit o lo st rume nt o :
TENSIONE CORRENTE COSFI P S Q F ENERGIA
DATA ORA V A PF W VA VAR Hz kWh
23/07/2010 09:08:00 219,25 6,44 -0,414 1011,83 2443,44 -2223,88 50 0,4 23/07/2010 09:09:00 219,78 6,43 -0,415 1015,23 2444,19 -2223,29 50 0,42 23/07/2010 09:10:00 219,87 6,44 -0,42 1030,56 2452,56 -2225,5 50,01 0,44 23/07/2010 09:11:00 220,85 6,47 -0,425 1051,74 2473,99 -2239,28 49,99 0,46 23/07/2010 09:12:00 220,81 6,46 -0,423 1043,58 2469,07 -2237,67 49,99 0,47 23/07/2010 09:13:00 220,77 6,44 -0,425 1045,88 2461,24 -2227,93 50 0,49 23/07/2010 09:14:00 220,53 6,44 -0,425 1044,13 2458,94 -2226,14 49,99 0,51 23/07/2010 09:15:00 220,58 6,44 -0,423 1041,83 2461,15 -2229,74 49,98 0,52 23/07/2010 09:16:00 220,06 6,43 -0,423 1037,05 2453,9 -2223,97 49,99 0,54 23/07/2010 09:17:00 219,84 6,43 -0,418 1024,84 2449,71 -2224,94 49,99 0,56 23/07/2010 09:18:00 220,5 6,42 -0,422 1037,05 2455,49 -2225,72 49,98 0,58 23/07/2010 09:19:01 220,59 6,42 -0,422 1037,62 2455,93 -2225,94 50,01 0,59 23/07/2010 09:20:01 220,52 6,44 -0,424 1044,34 2462,48 -2229,98 49,98 0,61
In figur a po ss ia mo vedere i pr imi d at i re g ist rat i da l micro vip la mat t ina d e l 23 lug lio da l mo me nt o in cu i è st at o att accat o o vvero a lle 9:08. Lo st ru me nt o ha reg ist rat o o gni mis ura a d int er va lli d i u n minut o fino a d arr ivare a l 25 lu g lio a lle 2 1:00 q ua ndo ha t er minat o la cap ac it à de l la me mo r ia int er na. I va lo r i r ipo rt at i in t abe lla so no (per t ens io ne t rifa se):
- TENSIONE : Va lo re e ffic ace de lla t ens io ne co ncat e nat a [V]
- COR RENTE : Va lo re e ffica ce de lla co rre nt e equ iva le nt e de l s ist e ma t rifa se [ A]
- COSφ : fat tore di pot enza del sist ema t r ifase - P : Po t enza at t iva d e l s ist e ma t r ifa se [ W] - Q : Pot enza R eat t iva de l s ist e ma t r ifa se [ V Ar] - S : Po t enza Appar e nt e de l s ist e ma t r ifa se [VA] - F : Fre que nza de lla t e ns io ne [Hz]
- ENERGI A : Co ns u mo d i E nerg ia At t iva de l s ist e ma t r ifa se [ KWh]
Alt r i va lo r i mis urat i d a llo st ru me nt o ma no n r ipo rt at i in t a be lla so no : - Tens io ne in vero va lo re e ffic ace t ra fa se L1 e neut ro (STAR) [V] - Tens io ne in vero va lo re e ffic ace t ra fa se L1 ed L3 (DELT A) [V] - Tens io ne in vero va lo re e ffic ace t ra fa se L2 e neut ro (STAR) [V] - Tens io ne in vero va lo re e ffic ace t ra fa se L2 ed L3 (DELT A) [V] - Tens io ne in vero va lo re e ffic ace t ra fa se L3 e neut ro (STAR) [V] - Tens io ne in vero va lo re e ffic ace t ra fa se L1 ed L2 (DELT A) [V] - Co rrent e in vero va lo re e ffic a ce de lla fa se L1 [A]
- Co rrent e in vero va lo re e ffic a ce de lla fa se L2 [A] - Co rrent e in vero va lo re e ffic a ce de lla fa se L3 [A]
- Va lo re ma ss imo (p icco ) d i Po t enza Re at t iva med ia d e l s ist e ma t r ifa s e [VAr]
- Va lo re ma s s imo (p ic co ) d i Po t enza Appare nt e med ia d e l s ist e ma t rifa se [V A]
- Va lo re ma s s imo (p icco ) d i Po t enz a At t iva med ia d e l s ist e ma t r ifas e