Spiegazione dei serbatoi a pressione: come funzionano, impostazioni della pressione e segni di guasto

Che cosa fa un serbatoio a pressione per un sistema idrico domestico

Un serbatoio a pressione del pozzo immagazzina una riserva d'acqua sotto pressione in modo che la pompa del pozzo non debba accendersi ogni volta che qualcuno apre un rubinetto. Senza questa riserva, la pompa di un pozzo si accenderebbe e si spegnerebbe decine di volte al giorno, e questo tipo di cicli brevi è ciò che consuma i motori delle pompe, brucia i condensatori di avviamento e accorcia di anni la vita dell’intero sistema del pozzo. Il serbatoio assorbe l'uscita della pompa, la mantiene sotto la pressione dell'aria compressa e la rilascia costantemente quando viene utilizzata l'acqua, fornendo un flusso costante agli impianti senza che la pompa funzioni continuamente.

Oltre a proteggere la pompa, il serbatoio funge anche da cuscinetto contro i picchi di pressione (a volte chiamati colpi d'ariete) e attenua la forte caduta di pressione che altrimenti si verificherebbe nell'istante in cui si apre un rubinetto, una doccia o una valvola di irrigazione. In termini pratici, un pozzo è ciò che trasforma l'acqua grezza pompata in una fornitura d'acqua stabile e pronta per la casa: è il componente che determina se una casa ben nutrita sembra come se fosse alimentata dall'acqua comunale o se sembra che stia combattendo contro il proprio impianto idraulico ogni volta che due apparecchi funzionano contemporaneamente.

Una dimensione adeguata serbatoio a pressione per acqua di pozzo riduce anche i costi energetici, poiché l'avviamento del motore consuma una quantità di elettricità sproporzionatamente maggiore rispetto al funzionamento continuo. Un serbatoio sottodimensionato per il picco della domanda domestica costringe la pompa a riavviarsi costantemente, mentre un serbatoio sovradimensionato rimane per lo più inattivo e aggiunge costi iniziali non necessari: abbinare la capacità di prelievo del serbatoio alla domanda tipica dell'apparecchio è il vero obiettivo della progettazione, non semplicemente acquistare il serbatoio più grande disponibile.

Come funziona realmente un serbatoio pressurizzato

I moderni serbatoi a pozzo sono quasi universalmente serbatoi "precaricati" o "a vescica" e la comprensione di come funziona la precarica spiega la maggior parte della logica di risoluzione dei problemi utilizzata su questi sistemi. All'interno del serbatoio, una membrana o vescica flessibile separa due camere: una riempita di aria compressa (la precarica) e una che si riempie di acqua pompata dal pozzo. Prima che l'acqua entri nel serbatoio, il lato dell'aria viene caricato a una pressione specifica, in genere impostata alcuni PSI al di sotto della pressione di inserimento della pompa.

Quando la pompa del pozzo si avvia, l'acqua viene forzata nella camera dal lato dell'acqua, comprimendo ulteriormente l'aria sull'altro lato della camera d'aria. Quando l'aria si comprime, spinge contro l'acqua, che è ciò che mantiene l'acqua pressurizzata e disponibile per il sistema idraulico senza che la pompa debba funzionare. Mentre gli apparecchi domestici aspirano l'acqua dal serbatoio, l'aria compressa si espande, spingendo l'acqua rimanente fuori attraverso l'impianto idraulico a una pressione costantemente decrescente, finché la pressione non scende abbastanza da attivare il pressostato della pompa, che riavvia la pompa e riempie il serbatoio.

Questo ciclo (riempimento, utilizzo, rilascio, riempimento) si ripete continuamente e il volume di acqua utilizzabile erogato tra i cicli della pompa è chiamato "prelievo" del serbatoio. Una carica d'aria maggiore rispetto alle dimensioni del serbatoio, combinata con un divario più ampio tra la pressione di avvio e di arresto, produce un prelievo maggiore e un minor numero di cicli della pompa al giorno, che generalmente è l'obiettivo della longevità della pompa.

I serbatoi vecchio stile senza vescica funzionano diversamente: trattengono l'aria e l'acqua nella stessa camera senza separazione fisica. Questi serbatoi zincati "aria sull'acqua" fanno affidamento sul fatto che l'aria rimane intrappolata sopra la linea di galleggiamento e, poiché non c'è barriera, l'aria si dissolve gradualmente nell'acqua e deve essere reintegrata manualmente: una fase di manutenzione che i moderni serbatoi a vescica eliminano quasi completamente.

Serbatoi con vescica vs. Serbatoi senza vescica

La scelta tra un serbatoio a sacca e un tradizionale serbatoio zincato senza sacca dipende dalla tolleranza alla manutenzione, dalla durata del serbatoio e da quanto deve essere costante la pressione dell'acqua nel tempo.

Serbatoi a membrana e a vescica

In un serbatoio a sacca, la carica d'aria è permanentemente sigillata dall'acqua da un diaframma di gomma o da una sacca, in modo che l'aria non possa dissolversi nell'acqua nel tempo. Ciò significa che la pressione di precarica rimane stabile per anni senza alcuna regolazione, la qualità dell'acqua non è influenzata dal contatto diretto con l'aria e il serbatoio non richiede sostanzialmente alcuna manutenzione ordinaria oltre a un controllo occasionale della pressione. Serbatoi a vescica per lo stoccaggio dell'acqua sono ora la scelta standard nella maggior parte delle installazioni di pozzi residenziali e commerciali leggeri perché combinano una lunga durata con una manutenzione minima.

Serbatoi senza vescica (zincati/aria-su-acqua)

I vecchi serbatoi zincati immagazzinano aria e acqua a diretto contatto all'interno di un'unica camera d'acciaio. Nel corso del tempo, l'aria compressa viene assorbita lentamente nell'acqua e viene trasportata attraverso l'impianto idraulico ogni volta che viene utilizzato un dispositivo, quindi il cuscino d'aria si restringe e deve essere ricaricato periodicamente, spesso con un compressore d'aria e una valvola manuale o un dispositivo di controllo automatico del volume dell'aria su configurazioni più avanzate. Questi serbatoi sono in genere meno costosi in anticipo e possono essere costruiti in dimensioni molto più grandi, motivo per cui sono ancora presenti in alcune installazioni commerciali e agricole, ma richiedono molta più attenzione pratica rispetto a un design a sacca sigillata.

Quale dovrebbe essere la pressione e come controllarla

La corretta pressione di precarica è l'impostazione più importante su un serbatoio a pressione, ed è anche quella che i proprietari di casa spesso trascurano. La precarica dell'aria del serbatoio deve essere sempre impostata a circa 2 PSI al di sotto della pressione di inserimento della pompa, la pressione alla quale l'interruttore della pompa accende la pompa. La maggior parte dei sistemi residenziali funziona con un pressostato 30/50 (la pompa si avvia a 30PSI, si ferma a 50PSI), il che significa che la carica d'aria del serbatoio dovrebbe in genere leggere circa 28PSI quando il serbatoio è vuoto d'acqua.

Per controllare la pressione, spegnere prima la pompa del pozzo e aprire un rubinetto per scaricare completamente l'acqua dal serbatoio: questo è essenziale, perché misurare la pressione dell'aria mentre l'acqua rimane all'interno del serbatoio fornisce una lettura falsa e gonfia. Con il serbatoio vuoto, utilizzare un manometro standard in stile pneumatico sulla valvola Schrader situata sulla parte superiore del serbatoio (lo stesso tipo di valvola che si trova su uno pneumatico per auto o bicicletta) e confrontare la lettura con la precarica target per il pressostato installato. Se la lettura è bassa, è possibile aggiungere aria con una pompa da bicicletta o un piccolo compressore; se è significativamente basso, spesso è un segno precoce di perdita della vescica piuttosto che una semplice perdita d'aria nel tempo.

Riconoscere un serbatoio impregnato d'acqua o con un pozzo difettoso

A cisterna con pozzo impregnato d'acqua è uno dei guasti più comuni del serbatoio e si verifica quando la carica d'aria viene persa, solitamente perché la vescica si è rotta o ha sviluppato una perdita lenta, consentendo all'acqua di riempire quasi l'intero serbatoio anziché solo la camera lato acqua. Con poco o nessun cuscino d'aria rimasto contro cui spingere, il serbatoio non riesce più a mantenere una pressione costante e la pompa è costretta ad attivarsi quasi ogni volta che si apre un rubinetto, a volte più volte al minuto in caso di uso continuo come una doccia o un tubo.

I modi più affidabili per capire se un serbatoio a pressione è difettoso includono:

• Ciclo della pompa rapido e frequente: la pompa si accende e si spegne ogni pochi secondi invece di funzionare per un normale ciclo di 1-2 minuti
• Forti oscillazioni della pressione al rubinetto, dove la pressione dell'acqua aumenta per poi diminuire notevolmente durante un singolo utilizzo
• Un serbatoio che sembra più pesante del previsto o trabocca d'acqua quando viene toccato o scosso, indicando che contiene molta più acqua che aria
• La lettura della pressione di precarica è pari o vicina allo zero anche dopo aver aggiunto aria, il che indica una camera d'aria lacerata piuttosto che una perdita d'aria graduale
• Ruggine visibile, corrosione o accumuli di umidità attorno alla base di un vecchio serbatoio zincato, che possono segnalare un guasto interno del serbatoio

Una singola lettura di precarica bassa non significa automaticamente che il serbatoio debba essere sostituito: a volte semplicemente perde aria gradualmente e può essere ricaricato. Ma se il serbatoio necessita di essere nuovamente pressurizzato ripetutamente in un breve periodo, o se rimane impregnato d’acqua anche dopo la ricarica, la camera d’aria è quasi certamente rotta e il serbatoio stesso deve essere sostituito anziché sottoposto a manutenzione ripetuta.

Isolare un serbatoio da temperature estreme

I serbatoi dei pozzi installati in scantinati non riscaldati, vespai, annessi o locali tecnici esposti sono vulnerabili al gelo nei climi freddi e alla corrosione provocata dalla condensa in quelli umidi, motivo per cui buon isolamento del serbatoio vale la pena pianificare qualsiasi installazione che non sia in uno spazio condizionato. Un serbatoio che gela può rompersi internamente, danneggiare la camera d'aria o rompere i raccordi e le tubazioni collegate, provocando un guasto molto più costoso di quanto sarebbe costato l'isolamento.

Gli approcci comuni all'isolamento includono l'avvolgimento del corpo del serbatoio in rivestimenti o coperte in schiuma appositamente progettate per serbatoi a pressione, la costruzione di un semplice involucro isolante attorno al serbatoio e ai suoi raccordi e l'isolamento dei tubi circostanti e del pressostato, che sono spesso più vulnerabili al congelamento rispetto al corpo del serbatoio stesso poiché trattengono una massa termica inferiore. In ambienti costantemente freddi, alcune installazioni aggiungono nastro termico a basso wattaggio lungo le tubazioni esposte come misura supplementare insieme all'isolamento, in particolare nella sezione tra l'involucro del pozzo e il serbatoio a pressione dove l'acqua rimane stagnante tra i cicli della pompa.

La ventilazione è ancora importante anche con l'isolamento in atto: un involucro completamente sigillato in uno spazio umido può intrappolare la condensa contro il guscio del serbatoio, accelerando la corrosione in particolare sui serbatoi zincati. L'obiettivo dell'isolamento è rallentare gli sbalzi di temperatura e bloccare l'esposizione diretta all'aria fredda, non creare una scatola ermetica attorno al serbatoio.

Dimensionamento e posizionamento: serbatoi di stoccaggio dell'acqua, pompe e opzioni fuori terra

I sistemi di pozzo vengono spesso discussi insieme a due componenti correlati ma distinti: il pompa del serbatoio di accumulo dell'acqua installazione, che sposta l'acqua dal pozzo o da una cisterna nel serbatoio a pressione, e serbatoi di stoccaggio separati utilizzati dove la resa del pozzo è bassa o incoerente. A serbatoio di raccolta dell'acqua - a volte una grande cisterna installata tra il pozzo e il sistema di pressione - immagazzina un volume maggiore di acqua non depurata in modo che la pompa non attiri direttamente un pozzo a recupero lento, ed è una soluzione comune per i pozzi a basso rendimento che non riescono a tenere il passo da soli con il picco della domanda domestica.

Per le case senza pozzo, o come fonte supplementare, an serbatoio dell'acqua fuori terra per la casa l'uso svolge un ruolo di stoccaggio simile: raccoglie e trattiene l'acqua (da un pozzo, da un bacino di raccolta dell'acqua piovana o da una fornitura fornita) in un luogo sopra o vicino alla casa, quindi alimentandola in un serbatoio a pressione e un sistema di pompe per la distribuzione. Questi serbatoi fuori terra sono in genere più facili da ispezionare, mantenere e isolare rispetto alle cisterne interrate, sebbene richiedano una protezione antigelo più attenta nei climi freddi poiché sono completamente esposti alla temperatura ambiente.

Quando si dimensiona uno qualsiasi di questi componenti (serbatoio a pressione, serbatoio di contenimento o pompa), il fattore decisivo dovrebbe sempre essere la domanda simultanea di picco (quanti apparecchi potrebbero funzionare contemporaneamente) piuttosto che l'utilizzo medio giornaliero, poiché sono i momenti di picco che espongono un sistema sottodimensionato a cadute di pressione, cicli brevi della pompa o un serbatoio di contenimento che si secca prima che il pozzo possa riprendersi.