Pompe a cilindrata fissa rispetto a pompe a cilindrata variabile: quale soluzione è più efficiente dal punto di vista energetico?

La scelta tra pompe a cilindrata fissa e pompe a cilindrata variabile emerge fin dalle prime fasi della progettazione di un sistema idraulico, e la risposta è quasi sempre la stessa: dipende dal profilo di carico. Questa non è una risposta evasiva, ma la risposta effettiva; comprenderne il motivo richiede una chiara visione di come ciascun tipo di pompa gestisce lo squilibrio tra la portata disponibile della pompa e la domanda effettiva del circuito.

Pompa a cilindrata fissa: punti di forza e limiti

Una pompa a cilindrata fissa eroga un volume di fluido per ogni giro dell'albero che è determinato dalla sua geometria e non può essere modificato durante il funzionamento. A velocità costante dell'albero, essa genera una portata costante. È semplice, affidabile e poco costosa da produrre e riparare. Il limite si manifesta quando la richiesta del sistema scende al di sotto del valore massimo: la pompa continua a generare la portata massima e l'eccesso deve essere smaltito da qualche parte. Nella maggior parte dei sistemi, tale eccesso viene deviato attraverso la valvola di sicurezza, convertendo l'energia idraulica in calore. La pompa continua a funzionare, ma il lavoro compiuto è sprecato.

Per i sistemi che operano alla potenza massima o quasi per la maggior parte del tempo — ad esempio certe presse industriali o trasmissioni per nastri trasportatori a velocità costante — la pompa a cilindrata fissa risulta effettivamente competitiva. La perdita di efficienza dovuta al bypass occasionale a carico ridotto è reale, ma non predominante. La semplicità e il costo inferiore rappresentano vantaggi significativi.

Pompa a cilindrata variabile: dove risiede il guadagno di efficienza

Una pompa a cilindrata variabile riduce la sua corsa — e quindi la sua portata — quando la richiesta del sistema diminuisce. Una minore portata prodotta comporta una minore potenza in ingresso richiesta. In applicazioni con cicli di lavoro variabili, i risparmi energetici rispetto a una pompa a cilindrata fissa sono notevoli. I risparmi sono massimi nelle fasi di carico parziale e di attesa (standby), che in molti sistemi reali rappresentano il 50–70% del tempo totale di funzionamento.

Calcolo del costo totale di proprietà (TCO)

Le pompe a cilindrata variabile hanno un costo iniziale superiore. Tuttavia, nell’arco di un orizzonte operativo di tre-cinque anni, tale differenza di costo viene generalmente recuperata grazie ai risparmi energetici, spesso con ampio margine. Il punto di pareggio dipende dalle ore di funzionamento, dal prezzo dell’elettricità e dal grado effettivo di variabilità del profilo di carico. Applicazioni con profili di carico effettivamente costanti e prossimi al carico massimo potrebbero non raggiungere mai tale punto di pareggio.

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Fonte: www.hovooseal.com