Calcolo delle Perdite di Carico negli Impianti Idraulici
Tener conto della dissipazione di energia che si crea nelle tubature è fondamentale per il corretto dimensionamento dell’impianto, in modo che la portata corrisponda sempre a quella richiesta sia alla fine del circuito sia in tutti i punti di erogazione. Oltre a quello della funzionalità e del comfort c’è però un altro aspetto importante legato alle perdite di carico, quello della sostenibilità . Le perdite di carico sono assimilabili a perdite di pressione e per compensarle bisogna valutare sia la giusta dimensione delle condotte sia le caratteristiche dei componenti dell’impianto, dalle pompe che servono per movimentare il fluido fino alle valvole che ne garantiscono il controllo.
Tipologie di Perdite di Carico
Le perdite di carico di un circuito idraulico sono essenzialmente di due tipi: distribuite e localizzate.
Perdite di Carico Distribuite
Le perdite di carico distribuite sono le perdite di pressione che il fluido incontra a causa dell’attrito nel corso del suo scorrimento. Sono direttamente proporzionali alla lunghezza del circuito e proprio per questo si parla di perdite distribuite per l’intera estensione delle tubazioni. Queste cadute di pressione sono direttamente proporzionali alla viscosità del fluido e alla sua velocità . Più un fluido è viscoso e maggiore è l’attrito tra i suoi strati in movimento; allo stesso modo se si raddoppia la velocità , le perdite di carico aumentano di quattro volte a causa dell’attrito che si genera. Le perdite di carico sono, invece, inversamente proporzionali alla sezione della tubazione.
Perdite di Carico Localizzate
Le perdite di carico localizzate o concentrate sono dovute alla presenza di singoli elementi del circuito. Possono essere legate alla costruzione dell’impianto, ad esempio alla presenza di incroci, curve, confluenze o variazioni di sezione, oppure dipendere dal passaggio del fluido all’interno di componenti come le valvole idrauliche. In tutti questi casi si generano delle resistenze che causano dissipazione di energia e quindi perdita di carico.
Calcolo delle Perdite di Carico Concentrate
Per calcolare le perdite di carico concentrate si può ricorrere al metodo delle lunghezze equivalenti. In pratica si riconduce il calcolo delle perdite localizzate a quello delle perdite distribuite sostituendo le resistenze localizzate con una lunghezza di tubo rettilineo in grado di dare le stesse perdite di carico. Questo metodo si basa su una forte semplificazione e ciò lo rende adatto soprattutto per reti molto estese, nelle quali le perdite di carico localizzate rappresentano una percentuale minima rispetto alle perdite di carico distribuite.
Le perdite di carico nelle tubazioni si verificano quando si ha una diminuzione della pressione dell'acqua lungo il percorso della tubazione, dovuta alla resistenza all'attrito tra l'acqua e le pareti interne della tubatura. Le perdite di carico nelle tubazioni devono essere tenute in considerazione durante la progettazione di un impianto idraulico, in modo da garantire che la pressione dell'acqua sia sufficiente per il corretto funzionamento del sistema.
Coefficiente Kv
Il coefficiente Kv definisce il flusso di acqua (tra 5° e 40°), espresso in m3/h, che attraversa una valvola con una pressione differenziale (caduta di pressione) di 1 bar. Il coefficiente di flusso serve a individuare la misura della valvola più adatta per le esigenze del proprio impianto, ma permette anche di confrontare l’efficienza di valvole diverse a parità di dimensione.
Minimizzare le Perdite di Carico
La crescente sensibilità per il risparmio energetico indirizza sicuramente lo sforzo tecnico-ingegneristico verso la riduzione delle perdite di carico. Questo è possibile agendo sia sui materiali sia sulla geometria della valvola in modo da ridurre gli attriti e massimizzare lo spazio di passaggio del fluido. La ricerca di una minor perdita di carico ha guidato Mondeo fin dall’inizio della sua storia, a partire dalla scelta dell’acciaio inox stampato. Le pareti sottili, l’assenza di rugosità dell’inox, lo studio della geometria dei componenti per garantire ampie superfici di passaggio, l’attenzione ai dettagli come l’uso di saldature a tig senza apporto di materiale per evitare aree di attrito interne dovute alle saldature, sono i punti di forza delle valvole Mondeo. Questa ricerca in continua evoluzione ci ha permesso di raggiungere risultati già molto interessanti.
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