Conte, Maria Chiara (2017) Efficienza energetica dei sistemi di pompaggio. [Tesi di dottorato]

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Item Type: Tesi di dottorato
Lingua: Italiano
Title: Efficienza energetica dei sistemi di pompaggio
Creators:
CreatorsEmail
Conte, Maria Chiaramariachiara.conte@unina.it
Date: 6 April 2017
Number of Pages: 295
Institution: Università degli Studi di Napoli Federico II
Department: Ingegneria Civile, Edile e Ambientale
Dottorato: Ingegneria dei sistemi civili
Ciclo di dottorato: 29
Coordinatore del Corso di dottorato:
nomeemail
Papola, Andreaandrea.papola@unina.it
Tutor:
nomeemail
Carravetta, ArmandoUNSPECIFIED
Martino, RiccardoUNSPECIFIED
Date: 6 April 2017
Number of Pages: 295
Uncontrolled Keywords: efficienza energetica; sistemi di pompaggio; pompe idrauliche; collaudi su pompe rotodinamiche; standard energetici; risparmio energetico; sviluppo sostenibile; impatto ambientale
Settori scientifico-disciplinari del MIUR: Area 08 - Ingegneria civile e Architettura > ICAR/01 - Idraulica
Area 08 - Ingegneria civile e Architettura > ICAR/02 - Costruzioni idrauliche e marittime e idrologia
Date Deposited: 04 May 2017 15:03
Last Modified: 08 Mar 2018 14:27
URI: http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/11545
DOI: 10.6093/UNINA/FEDOA/11545

Abstract

Il presente elaborato prende spunto dalla costante esigenza di risparmio energetico in tutti i settori ed in particolare in ambito idraulico al fine di minimizzare l’impatto ambientale, ponendosi l’obiettivo di comprendere, evidenziare ed affrontare i problemi riguardanti l’efficienza energetica nel settore dei sistemi di pompaggio. A tale scopo è stato svolto uno studio su differenti tipologie di unità di pompaggio costituite da diverse macchine idrauliche (monogirante di superficie “ESOB”, multistadio orizzontale di superficie “MS-H” e elettropompa sommergibile “MSS”), impiegate sia per il sollevamento delle acque chiare che per quello delle acque reflue. Fine ultimo della tesi è stata la ricerca delle condizioni di lavoro tipiche delle diverse tipologie di pompe in uso nel servizio idrico integrato e la ricerca di indici che potessero interpretare le prestazioni delle unità e valutarne al contempo l’efficienza energetica globale. Si sono dapprima esaminati due gruppi di superficie formati da due pompe idrauliche differenti, la prima monogirante di superficie, la seconda multistadio orizzontale di superficie, entrambe accompagnate dai loro rispettivi motori. Inizialmente sono stati sottoposti a prova i singoli elementi quali pompa e motore, successivamente sono state sottoposte a prova le unità composte da pompa + motore; in ultima fase è stato collegato un inverter al motore e dunque si sono esaminati i gruppi costituiti da pompa + motore + inverter. Tali gruppi sono stati collaudati nel nuovo laboratorio di Idro-Energetica, HELab della Università di Napoli Federico II, in conformità con la norma riguardante le prove di prestazioni idrauliche e criteri di accettazione UNI EN ISO 9906, il regolamento UE 547/2012 e la bozza di normativa prEN16480. Nell'ambito della tesi sono state messe a punto le tecniche di misura presso l'HELab, definita l’accuratezza strumentale e stilato un protocollo di prova. Analizzando i dati ottenuti mediante la campagna sperimentale è stato possibile costruire i diagrammi portata-prevalenza (Q, H), portata-potenza (Q, P) e portata-rendimento (Q, η) di tutti gli elementi collaudati. Una prima analisi è stata svolta sulle differenze prestazionali che si ottengono con e senza la presenza di un inverter. In seconda analisi i diagrammi ottenuti per i due gruppi sono stati utilizzati per un confronto sull'energia assorbita in condizioni di funzionamento variabile nell'ambito dell’Extended Product Approach (EPA) mediante la definizione di particolari indici prestazionali. Tali indici hanno permesso di dedurre che, se da un lato le curve di funzionamento previste dagli standard europei esaltano la differenza tra le prestazioni energetiche dei gruppi, dall'altro potrebbero sopravvalutare, in condizioni di reale funzionamento, questa differenza. Infine, il lavoro svolto sulla elettropompa sommergibile è stato finalizzato all'ottimizzazione dei processi che caratterizzano il funzionamento di un pozzetto di sollevamento con l’obiettivo primario di ridurre l’energia consumata. I dati sperimentali ottenuti sottoponendo l’elettropompa a test in un sistema reale hanno permesso di giungere alla creazione di un modello matematico di regolazione della pompa all'interno di un pozzetto di sollevamento, finalizzato alla minimizzazione dell’energia consumata. La stessa elettropompa sommersa è stata successivamente sottoposta a test simulando l’effetto di una usura meccanica dovuta al sedimento trasportato dalla corrente idrica. I risultati dello studio hanno mostrato che la presenza di usura simulata produce effetti significativi sulle prestazioni della pompa idraulica. Gli scarti osservati in termini di efficienza dell’elettropompa dimostrano che in presenza di usura la riduzione di efficienza della elettropompa è considerevole ed è maggiore all'aumentare della velocità di rotazione.

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