Le PRV di rapporto come alternativa ai serbatoi di pressione di rottura

Nei terreni collinari o montuosi, le condotte di distribuzione idrica alimentate per gravità spesso accumulano una prevalenza statica che supera la pressione nominale dei raccordi, dei contatori e delle connessioni di servizio a valle. La soluzione tradizionale è il serbatoio a pressione di rottura: una camera aperta che riduce la pressione a quella atmosferica, dalla quale la rete a valle viene alimentata a pressione ambiente. I serbatoi a pressione di rottura funzionano, ma introducono una serie di problemi operativi che si accumulano nel corso della vita dell'impianto. Le valvole di riduzione della pressione di rapporto - RPRV - offrono un'alternativa diretta in molte di queste situazioni.

Cosa fa un rapporto PRV

Una valvola riduttrice di pressione convenzionale mantiene una pressione fissa a valle, indipendentemente da ciò che accade a monte. Quando la pressione di ingresso varia in modo significativo - come accade nei sistemi a gravità alimentati da fonti a prevalenza variabile - la pressione di uscita rimane costante, ma a basse pressioni di ingresso l'alimentazione a valle può diventare inadeguata.

Un PRV a rapporto funziona in modo diverso. Invece di mantenere una pressione di uscita fissa, mantiene un rapporto fisso tra la pressione di ingresso e quella di uscita. Se la pressione di ingresso aumenta, la pressione di uscita aumenta in proporzione; se la pressione di ingresso diminuisce, la pressione di uscita diminuisce con essa. Questo comportamento rende la PRV a rapporto particolarmente adatta alle condotte di distribuzione a gravità, dove la prevalenza varia in base al livello del serbatoio e alla domanda.

Il meccanismo è semplice: un pistone dimensionato e caricato per fornire un rapporto di pressione specifico, senza piloti esterni, senza solenoidi e senza tubi di controllo. C'è una sola parte mobile.

Vantaggi rispetto ai serbatoi a pressione di rottura

Il vantaggio più immediato è che un rapporto PRV fornisce la pressione di lavoro direttamente alla zona a valle. Un serbatoio a pressione di rottura riduce la pressione all'atmosfera, il che significa che gli utenti a valle, a qualsiasi altezza significativa sopra il serbatoio, ricevono una prevalenza minima. In pratica, i serbatoi sui sistemi a gravità ripidi spesso richiedono l'installazione di una pompa sul lato a valle per raggiungere una pressione di servizio adeguata - aggiungendo costi di capitale, consumo energetico e un altro requisito di manutenzione. Un PRV a rapporto correttamente selezionato elimina questa necessità in molti casi.

I serbatoi introducono anche rischi per la qualità dell'acqua. Una camera aperta è un punto di ingresso per la contaminazione, un bersaglio per gli atti di vandalismo e, nei climi caldi, una fonte di crescita microbiologica. Un rapporto PRV è un raccordo chiuso. Non c'è acqua immagazzinata, non c'è un controllo del livello di ingresso da mantenere e non c'è un portello di accesso da proteggere.

Le PRV a rapporto multiplo possono essere installate in serie senza la caccia o l'interazione che rende instabili le valvole di controllo pilotate in cascata. Gli impianti minerari hanno utilizzato per decenni quattro o più PRV a rapporto in serie senza problemi di stabilità. Questo le rende pratiche quando sono necessarie più interruzioni di pressione lungo una lunga conduttura.

Affrontare le obiezioni comuni

L'obiezione sull'affidabilità - che una valvola con componenti morbidi non può eguagliare la robustezza di un serbatoio aperto - non è fondata nella pratica. Una guarnizione usurata o danneggiata in una valvola PRV a rapporto provoca una piccola perdita visibile che segnala la necessità di manutenzione. La valvola continua a funzionare. Non esiste una modalità di guasto che la porti a smettere di controllare completamente la pressione. Una piccola valvola di scarico sul lato a valle fornisce una protezione aggiuntiva, se necessario.

Per quanto riguarda la qualità dell'acqua, le PRV a rapporto sono meno sensibili ai solidi sospesi rispetto alle valvole pilotate, perché non ci sono orifizi sottili o porte pilota da bloccare. L'elemento di controllo principale è un pistone che opera nel percorso del flusso a foro pieno, che è molto più tollerante nei confronti del particolato rispetto ai componenti a foro piccolo che si trovano nei circuiti di pilotaggio delle valvole di controllo convenzionali.

L'assenza di stoccaggio è talvolta considerata uno svantaggio, ma lo stoccaggio e la riduzione della pressione sono funzioni separate. Quando lo stoccaggio tampone è veramente necessario - per la riserva antincendio o per attenuare i picchi di domanda - può essere fornito separatamente e dimensionato correttamente per questo scopo. Combinare l'accumulo e la riduzione della pressione in un unico serbatoio significa in genere compromettere entrambi.

Quando utilizzare ciascuno di essi

I serbatoi a pressione di rottura restano appropriati quando il progetto della rete richiede specificamente un'interruzione completa della pressione atmosferica, quando l'accumulo nel punto di rottura è parte integrante della strategia di fornitura o quando le condizioni fisiche impediscono un raccordo in linea. Per le nuove installazioni e per le sostituzioni di serbatoi esistenti che stanno per terminare il loro ciclo di vita, il rapporto PRV merita di essere valutato insieme all'opzione serbatoio.

Il rapporto PRV non è un sostituto universale - è una vera e propria alternativa con caratteristiche operative diverse che si adattano a una classe di applicazione specifica. Nei casi in cui il problema è la prevalenza di gravità e si desidera una pressione continua a valle, di solito è la scelta ingegneristica migliore.