Pompe in serie vs in parallelo: qual è la differenza?

Qual è la differenza tra le pompe in serie e le configurazioni a flusso parallelo?

Le pompe in serie aumentano la pressione, mentre le pompe in parallelo aumentano la portata. La scelta tra serie e parallelo dipende dalle specifiche esigenze impiantistiche.

In questo post del blog approfondiremo le caratteristiche e le applicazioni delle pompe in serie rispetto a quelle in parallelo.

Cosa sono le Pompe in Serie

Con pompe in serie si intende una configurazione in cui più pompe sono collegate in sequenza, con lo scarico di una pompa che alimenta direttamente l'aspirazione della successiva.

Questa disposizione viene utilizzata per ottenere pressioni di prevalenza più elevate di quelle che può fornire una singola pompa.

Le pompe centrifughe sono comunemente utilizzate in configurazioni in serie per superare grandi salti statici o trasportare fluidi su lunghe distanze.

Formula delle pompe in serie

La formula per le pompe in serie è semplice:

H_{totale} = H1 + H2 + … + Hn

Dove H_totale è la prevalenza totale prodotta dalle pompe in serie, e H1, H2, ecc. sono le singole prevalenze prodotte da ciascuna pompa. La portata rimane costante in tutte le pompe della serie.

Vantaggi delle Pompe in Serie

• Aumento della pressione di testa totale
• Capacità di superare grandi altezze statiche
• Efficienza migliorata per applicazioni ad alta prevalenza e a basso flusso
• Flessibilità per regolare le prestazioni del sistema aggiungendo o rimuovendo pompe
• Consumo energetico ridotto rispetto ad una singola pompa di grandi dimensioni
• Maggiore affidabilità grazie alla ridondanza

Svantaggi delle pompe in serie

• Maggiore complessità della progettazione e del controllo del sistema
• Costi iniziali più elevati dovuti a più unità di pompaggio
• Potenziale cavitazione nelle pompe a valle se non adeguatamente progettate
• Maggiori esigenze di manutenzione
• Maggiore ingombro rispetto ad una pompa singola
• Potenziale aumento di pressione e danni alle apparecchiature se non gestiti correttamente

Esempi di Pompe in Serie

• Pompe centrifughe multistadio nei sistemi di approvvigionamento idrico
• Pompe dell'acqua di alimentazione delle caldaie nelle centrali elettriche
• Stazioni di aumento pressione per il trasporto di fluidi a lunga distanza
• Sistemi di distribuzione dell'acqua per edifici a molti piani
• Impianti di dissalazione ad osmosi inversa
• Operazioni minerarie per il trasporto di liquami su lunghe distanze

Cos'è Pompe in Parallelo

Per pompe in parallelo si intende una disposizione in cui due o più pompe sono collegate a una linea di scarico comune e condividono le stesse condizioni di aspirazione.

Questa configurazione serve per aumentare la portata di un impianto mantenendo la stessa prevalenza. In una configurazione parallela, le pompe funzionano simultaneamente, ciascuna contribuendo alla portata totale in uscita.

Il pompaggio parallelo è comunemente impiegato in sistemi che richiedono portate variabili o hanno una domanda fluttuante.

Formula delle pompe in parallelo

La formula per le pompe in parallelo si concentra sulla somma delle portate. Per pompe identiche in parallelo, la portata totale (Q_total) è la somma delle portate delle singole pompe:

Q_{totale} = Q_1 + Q_2 + … + Q_n

Dove Q_1, Q_2, ecc., rappresentano le portate delle singole pompe.

Per la prevalenza (H), tutte le pompe in parallelo funzionano alla stessa prevalenza:

H_{totale} = H_1 = H_2 = … = H_n

La curva composita della pompa per pompe parallele viene creata sommando orizzontalmente le portate a valori di prevalenza costanti.

Vantaggi delle pompe in parallelo

• Maggiore flessibilità del sistema per gestire diverse richieste di flusso
• Miglioramento dell'efficienza energetica durante i periodi di scarso flusso
• Maggiore affidabilità grazie alla ridondanza
• Capacità di mantenere la capacità parziale in caso di guasto di una pompa
• Manutenzione più semplice poiché è possibile effettuare la manutenzione delle singole pompe senza spegnere l'intero sistema
• Migliore adattamento della potenza della pompa ai requisiti del sistema
• Usura ridotta sulle singole pompe grazie alla condivisione del carico

Svantaggi delle pompe in parallelo

• Potenziale squilibrio idraulico se le pompe non sono abbinate correttamente
• Maggiore complessità nella progettazione e nel controllo del sistema
• Costi di installazione iniziali più elevati rispetto ai sistemi a pompa singola di grandi dimensioni
• Possibile riduzione dell'efficienza se si opera lontano dal punto di migliore efficienza
• Rischio di deadheading (assenza di flusso) nelle pompe più deboli se non adeguatamente controllate
• Maggiori requisiti di spazio per installazioni di pompe multiple

Esempi di pompe in parallelo

• Sistemi di approvvigionamento idrico in grattacieli
• Reti comunali di distribuzione idrica
• Sistemi di raffreddamento dell'acqua nelle centrali elettriche
• Sistemi di irrigazione per grandi aziende agricole
• Fornitura di acqua di processo industriale negli impianti di produzione
• Stazioni di pompaggio influenti dell'impianto di trattamento delle acque reflue
• Sistemi di acqua refrigerata in grandi applicazioni HVAC commerciali

Differenza tra pompe in serie e parallele

Configurazione e caratteristiche di flusso

Pompe in serie: Le pompe sono collegate in sequenza, con lo scarico di una pompa che alimenta l'aspirazione della successiva. Questa disposizione aumenta la prevalenza totale mantenendo la stessa portata.

Pompe in parallelo: Le pompe sono collegate fianco a fianco, con i loro scarichi che si uniscono in un'uscita comune. Questa configurazione aumenta la portata totale mantenendo la stessa prevalenza.

Effetti della prevalenza e della portata

Pompe in serie: La prevalenza totale è la somma delle singole teste della pompa, consentendo una maggiore pressione o guadagni di elevazione. La portata rimane costante attraverso ciascuna pompa.

Pompe in parallelo: Vengono aggiunte le portate individuali, aumentando la capacità complessiva del sistema. La prevalenza rimane la stessa su tutte le pompe.

Applicazioni e vantaggi

Configurazioni di serie: Le configurazioni in serie sono ideali per superare carichi statici elevati o lunghe distanze. Sono comunemente utilizzati nelle pompe multistadio e nei sistemi di approvvigionamento idrico di edifici a molti piani.

Accordi paralleli: Le disposizioni in parallelo sono adatte a condizioni di flusso variabili e forniscono flessibilità operativa. Consentono un funzionamento efficiente dal punto di vista energetico attivando pompe aggiuntive solo quando sono richieste portate più elevate.

Curve e prestazioni del sistema

Pompe in serie: La curva composita della pompa per le pompe di serie mostra una prevalenza maggiore alla stessa portata.

Pompe in parallelo: Per le pompe parallele, la curva mostra una portata maggiore alla stessa prevalenza.

Combinazione di serie e parallelo

Serie-parallelo

Le configurazioni delle pompe in serie-parallelo uniscono i vantaggi di entrambe le disposizioni. Questa configurazione aumenta la prevalenza totale collegando le pompe in serie, aumentando allo stesso tempo la portata attraverso connessioni parallele. La disposizione compatta consente un utilizzo efficiente dello spazio nelle stazioni di pompaggio.

Le configurazioni serie-parallelo sono particolarmente utili in applicazioni che richiedono sia alta pressione che portate elevate, come nei sistemi di distribuzione dell'acqua su larga scala o nei processi industriali con esigenze variabili.

Serie parallele

Le disposizioni delle pompe in serie parallela offrono un'eccezionale flessibilità per soddisfare un'ampia gamma di condizioni operative. Questa configurazione consente un funzionamento efficiente con requisiti di portata e pressione variabili. Regolando il numero di pompe che funzionano in parallelo e in serie, il sistema può adattarsi alle mutevoli richieste mantenendo un'efficienza energetica ottimale.

Le configurazioni in serie parallela sono comunemente utilizzate in applicazioni con esigenze variabili, come i sistemi HVAC in edifici di grandi dimensioni o reti di approvvigionamento idrico con modelli di consumo variabili.

Insomma

Le pompe in serie e in parallelo offrono vantaggi distinti per diverse applicazioni. Le configurazioni in serie aumentano la prevalenza, mentre le configurazioni in parallelo aumentano la portata. La scelta dipende dai requisiti specifici del sistema e dalle esigenze operative.

La corretta selezione e configurazione delle pompe può migliorare significativamente l’efficienza e le prestazioni. Consultare uno specialista di pompe per determinare la disposizione ottimale per il proprio sistema.