Confronto del consumo energetico di sistemi booster singoli e suddivisi in zone

Jun 09, 2023

Sin dai tempi antichi, i governanti statali hanno dato grande importanza alle strutture grandi e alte per formare una percezione di ricchezza e potere. Oggi, i grattacieli sono diventati centri portuali e commerciali di grandi città con popolazioni in continua crescita. Il numero di grattacieli è aumentato a seguito dei miglioramenti nelle tecniche di costruzione e della gravitazione dei costruttori verso i grattacieli come conseguenza dell'interesse per tali strutture. Secondo la National Fire Protection Association (NFPA), gli edifici più alti di 23 metri (75 piedi) sono classificati come grattacieli [1].

Gli edifici alti comportano un elevato livello di consumo energetico a causa del numero di residenti che ospitano. In questa dichiarazione viene esaminato sperimentalmente il consumo energetico necessario per pompare la fornitura di acqua pulita nei grattacieli.

Küçükyalı ha affermato l'importanza dell'applicazione di efficienti sistemi di aumento pressione nei grattacieli e della zonizzazione della pressione per la progettazione dei sistemi. Secondo l'autore e ingegnere Rüknettin Küçükyalı, gli obiettivi della zonazione di pressione sono ridurre la pressione statica, ridurre la differenza di pressione superiore/inferiore, controllare il flusso del fluido [2].

Inoltre, ha riassunto le misure che possono essere adottate nei sistemi di aumento pressione come segue [2]:

Quando si considera questo studio sperimentale e i suoi risultati, si vede che le raccomandazioni di Küçükyalı sono supportate.

Nello studio sono state esaminate le differenze tra il metodo di suddivisione in zone del sistema di fornitura di acqua pulita dell'edificio e i sistemi a zona singola nelle applicazioni di fornitura di acqua pulita.

Lo studio è stato condotto in due blocchi di edifici identici sullo stesso sito. Questi blocchi di edifici residenziali hanno lo stesso numero di piani, appartamenti e un numero simile di residenti.

Entrambi gli edifici hanno piani e 62 appartamenti. Nello studio, i nomi dei blocchi sono indicati come B2 e B3, come vengono nominati nel sito. (Immagine 1).

Nella progettazione dell'edificio la pressurizzazione dell'acqua pulita è assicurata da gruppi di pressione. L'acqua della città alimenta due serbatoi d'acqua da 25 metri cubi (m3), in totale 50 m3 in ciascun edificio al secondo piano. In entrambi gli edifici l'impianto è diviso in due zone, zona superiore e zona inferiore. I sistemi di pompa che pressurizzano ciascuna zona sono progettati separatamente. La zona inferiore fornisce acqua dal primo al sesto piano e la zona superiore dal settimo al 14° piano. Questo è l'aspetto del progetto del sistema di acqua pulita nei blocchi B2 e B3. (Immagine 2)

Il tipo di sistema di acqua pulita del Blocco B2 è un sistema a due zone. L'edificio ha due zone, ciascuna alimentata da un booster separato. Nella zona inferiore è garantita una pressione costante di 6 bar con due serbatoi a pressione da 200 litri. Nella zona superiore è garantita una pressione costante di 10 bar con due serbatoi a pressione da 300 litri. Le informazioni sui booster della zona inferiore sono mostrate nella Tabella 1, la zona superiore nell'Immagine 2.

Il tipo di sistema di acqua pulita Block B3 è un sistema a doppia zona. L'edificio ha due zone, alimentate da un booster. Nel sistema vengono utilizzati due serbatoi a pressione da 300 litri che forniscono una pressione costante di 10 bar. (Immagine 2).

In entrambi gli edifici sono stati utilizzati booster della stessa marca. I booster utilizzavano pompe centrifughe multistadio verticali in acciaio inossidabile. Per azionare gli amplificatori in entrambi gli edifici è stato utilizzato un convertitore di frequenza.

Tutti i booster hanno tre pompe. (Immagine 3).

I dati sul consumo di acqua sono stati rilevati dai contatori dell'acqua negli edifici e il consumo di elettricità dai contatori elettrici collegati ai booster. Il periodo di misurazione è durato circa tre settimane e le letture dei dati sono state effettuate in media tre volte a settimana. Con letture in periodi fissi vengono esaminati i dati di entrambi gli edifici. Vengono misurati i consumi idrici degli edifici e valutato il consumo energetico dei booster. Pertanto, viene determinato il metodo più efficiente per entrambi gli edifici.

A seguito delle misurazioni e delle letture si vedono chiaramente le differenze di consumo tra i due edifici. (Tabella 5).