1. Cos'è una valvola riduttrice di pressione?
Una valvola di riduzione della pressione (PRV) è un dispositivo di controllo auto-azionato che accetta una pressione di ingresso più elevata e fornisce una pressione di uscita stabile e inferiore indipendentemente dalle fluttuazioni nella fornitura a monte. All'interno di una fornitura d'acqua antincendio o di un sistema sprinkler automatico, i PRV vengono generalmente installati dove la pressione statica della fornitura comunale o di stoccaggio supera la pressione nominale delle apparecchiature a valle o dove ciascuna zona deve essere protetta a un livello di pressione diverso. La valvola svolge questa funzione variando la zona di strozzamento: il fluido che passa attraverso il passaggio ristretto perde energia cinetica e, con essa, prevalenza. Un elemento sensibile bilancia la pressione a valle rispetto a un setpoint (forza della molla o impostazione pilota), in modo che la valvola si regoli continuamente per mantenere la pressione di uscita entro una piccola fascia di tolleranza. Poiché la valvola è energizzata dal fluido stesso, non richiede alcuna fonte di alimentazione esterna e risponde automaticamente alle variazioni della domanda.
2. Principio di funzionamento: PRV-pilota e proporzionale
2.1 Valvola riduttrice di pressione pilotata-azionata (regolabile).
La PRV-azionata da pilota combina una valvola principale con una piccola valvola pilota. Il pilota è impostato alla pressione di uscita desiderata; modula la pressione sopra il diaframma o il pistone della valvola principale, che a sua volta sposta il disco della valvola principale per aprirsi o strozzarsi. Qualsiasi aumento della pressione a valle fa sì che il pilota spurghi la pressione lontano dalla camera di controllo della valvola principale, chiudendo leggermente la valvola principale; una caduta della pressione a valle fa il contrario. In questo modo la pressione in uscita viene mantenuta costante entro un intervallo di errore specificato anche quando la pressione in ingresso o la portata cambiano. I progetti pilota- sono preferibili laddove sono richiesti un controllo accurato del setpoint-e una grande capacità di flusso.
2.2 Riduttore di pressione proporzionale
La PRV proporzionale mantiene un rapporto fisso tra la pressione di ingresso e quella di uscita anziché un valore di uscita assoluto costante. I rapporti tipici sono 2:1, 3:1 e 5:1 - se la pressione in ingresso aumenta, la pressione in uscita aumenta proporzionalmente e viceversa. Il nucleo della valvola è solitamente un pistone cilindrico la cui guarnizione di posizionamento è formata da anelli di tenuta in gomma tra la camicia del pistone e il corpo della valvola. Poiché l'obiettivo del controllo è il rapporto - e non un valore assoluto -, vengono specificati PRV proporzionali laddove il sistema a valle può tollerare una relazione proporzionale e dove semplicità e affidabilità sono priorità.
3. Requisiti di installazione e impostazione
Una corretta installazione determina se un PRV può fornire le prestazioni nominali. I seguenti requisiti seguono la pratica comune nei sistemi di protezione antincendio-basati sull'acqua (vedere GB 50261 per l'accettazione dei sistemi sprinkler):
Installare la PRV a monte dell'ingresso del gruppo valvole di allarme. Quando vengono serviti due o più gruppi di valvole di allarme, fornire una PRV di riserva (di riserva) in modo che la manutenzione non interrompa l'alimentazione.
Montare un filtro all'ingresso della PRV per evitare che i detriti del tubo blocchino i passaggi della valvola pilota o si depositino sulle parti in movimento. L'area libera del filtro deve essere almeno quattro volte l'area della sezione trasversale del tubo-, con una dimensione della maglia selezionata in base alla normativa vigente.
Installare i manometri sia prima che dopo il filtro e la PRV. Il diametro del quadrante del manometro deve essere di almeno 100 mm e la portata massima deve essere circa il doppio della pressione di progetto in modo che le letture rimangano nella banda media precisa.
Fornire valvole di controllo isolanti a monte del filtro e a valle della PRV per consentire la manutenzione e la sostituzione senza scaricare l'intero sistema.
Fornire una valvola di scarico per il test di pressione-a valle della PRV e una connessione per il test di rilevamento del flusso-o un flussometro per la messa in servizio.
Orientamento: il flusso d'acqua attraverso una PRV installata verticalmente deve essere rivolto verso il basso. Le PRV proporzionali devono essere installate verticalmente (le superfici di tenuta del pistone e del corpo rimangono quindi caricate uniformemente), mentre le PRV regolabili devono essere installate orizzontalmente. Non invertire mai la direzione del flusso - una PRV proporzionale convertirebbe la riduzione della pressione in aumento di pressione, mentre una PRV regolabile smetterebbe di regolare e si comporterebbe come una valvola di ritegno.
Montare un dispositivo di protezione o di bloccaggio sugli accessori di regolazione in modo che il set point non possa essere modificato accidentalmente e assicurarsi che le tubazioni collegate siano prive di sacche d'aria o resistenza d'aria.
4. Messa in servizio (Debug) e accettazione
Prima della messa in servizio del sistema, la PRV deve essere verificata come segue: (1) le pressioni dinamiche e statiche a monte e a valle della valvola devono soddisfare i valori di progetto; (2) la capacità di scarico deve soddisfare la portata di progetto - quando il deflusso è il 150% della portata di progetto, la pressione dinamica a valle non deve scendere al di sotto del 65% della pressione di esercizio di progetto nominale; (3) la valvola non dovrebbe mostrare alcun aumento significativo del rumore a flusso basso, al flusso di progetto o al 150% del flusso di progetto; (4) la differenza di pressione dinamica/statica a valle della valvola deve rimanere entro i limiti di progettazione. Questi controlli confermano che la valvola non è né affamata né cavitante e che il suo setpoint è stabile in tutto il campo operativo.
5. Manutenzione e malintesi comuni
La manutenzione è semplice ma deve essere disciplinata. Scaricare-testare il gruppo PRV una volta al mese, registrare le pressioni a monte e a valle e ri-mettere in servizio la valvola ogni volta che le letture si discostano dai valori di progetto. Testare il flusso e la pressione una volta all'anno. Tre malintesi sono particolarmente comuni: (1) "un filtro è facoltativo" - infatti, ometterlo è la causa più frequente di blocco della valvola pilota- e di guasto della PRV; (2) "qualsiasi orientamento funziona" - come spiegato sopra, invertire il flusso o montare il tipo sbagliato verticalmente/orizzontalmente distrugge la regolazione; (3) "il manometro è decorativo" - i manometri sono l'unica-prova in loco che la valvola sta effettivamente riducendo la pressione e devono essere letti e registrati ad ogni ispezione.
6. Domande frequenti
Qual è la differenza tra una valvola riduttrice di pressione pilotata-e una valvola proporzionale?La PRV pilotata-mantiene la pressione di uscita a un valore impostato costante modulando la valvola principale con un pilota; una PRV proporzionale mantiene un rapporto ingresso/uscita fisso (ad esempio, 2:1) e la sua pressione in uscita si sposta con la pressione in ingresso. Scegli il tipo pilota per zone a pressione-costante e il tipo proporzionale dove un rapporto è accettabile.
Perché è necessario installare un filtro all'ingresso di un riduttore di pressione?I detriti nella rete di tubazioni possono ostruire i passaggi stretti della valvola pilota o depositarsi sul pistone mobile, causando la perdita di regolazione della valvola. Il filtro protegge anche i manometri e le apparecchiature a valle; la sua area libera dovrebbe essere almeno quattro volte la sezione trasversale del tubo.
Di che dimensioni devono essere i manometri e dove vengono installati?A monte e a valle del filtro e della valvola sono installati manometri con un diametro del quadrante di almeno 100 mm e un campo massimo pari a circa il doppio della pressione di progetto, in modo che la messa in servizio e i controlli di routine possano leggere con precisione l'effetto di riduzione.
È possibile installare un riduttore di pressione orizzontalmente?n La PRV regolabile (pilota) è normalmente installata orizzontalmente; una PRV proporzionale deve essere installata verticalmente in modo che le superfici di tenuta del pistone si carichino uniformemente. In entrambi i casi la direzione del flusso deve corrispondere alla freccia sul corpo - il flusso invertito cambia completamente il comportamento della valvola.
Cosa significa "150% della portata di progetto con il 65% di pressione a valle"?Si tratta di una regola di messa in servizio: quando la valvola supera 1,5 volte la sua portata di progetto, la pressione dinamica a valle deve rimanere pari o superiore al 65% della pressione di esercizio nominale di progetto, dimostrando che la valvola ha una capacità adeguata e non collassa sotto richiesta di picchi.
Con quale frequenza è opportuno manutenere un gruppo valvola riduttrice di pressione?Mensile: prova di scarico più registrazione della pressione prima e dopo la valvola. Annualmente: verifica del flusso completo e della pressione con ri-messa in servizio se i valori si discostano da quelli di progettazione. Questi intervalli sono in linea con i codici di accettazione per la fornitura di acqua tramite irrigatori (GB 50261) e rappresentano una buona pratica nell'ambito dei programmi di manutenzione di tipo NFPA 13.
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Domande frequenti
Come fa un riduttore di pressione a regolare la pressione senza una fonte di alimentazione esterna?La valvola è energizzata dal fluido stesso. Il fluido che passa attraverso l'area ristretta di strozzamento perde energia cinetica e quindi prevalenza, mentre un elemento di rilevamento bilancia la pressione a valle rispetto a un setpoint come la forza della molla o un'impostazione pilota. La valvola regola continuamente la propria area di strozzamento, in modo da mantenere la pressione di uscita entro una piccola fascia di tolleranza e rispondere automaticamente ai cambiamenti della domanda.
Cosa succede all'interno di una PRV-azionata da pilota quando la pressione a valle aumenta?qualsiasi aumento della pressione a valle fa sì che il pilota spurghi la pressione lontano dalla camera di controllo della valvola principale, chiudendo leggermente la valvola principale. Una caduta della pressione a valle fa il contrario. In questo modo la pressione in uscita viene mantenuta costante entro un intervallo di errore specificato anche quando la pressione in ingresso o la portata cambiano.
Dove vengono generalmente installate le valvole di riduzione della pressione in un sistema di alimentazione dell'acqua antincendio?Le PRV vengono installate laddove la pressione statica della fornitura comunale o di stoccaggio supera la pressione nominale delle apparecchiature a valle o dove ciascuna zona deve essere protetta a un livello di pressione diverso. Sono installate a monte dell'ingresso del gruppo valvole di allarme, con manometri su entrambi i lati e valvole di intercettazione per consentire la manutenzione senza svuotare l'impianto.
Quando è necessaria una valvola riduttrice di pressione di riserva?Laddove due o più gruppi di valvole di allarme siano serviti dalla stessa zona di pressione, fornire una PRV di riserva (di riserva) in modo che la manutenzione o la sostituzione di un'unità non interrompa l'alimentazione idrica agli altri gruppi.
Cosa succede se si installa un riduttore di pressione con direzione del flusso invertita?L'inversione del flusso distrugge la regolazione: una PRV proporzionale convertirebbe la riduzione della pressione in un aumento della pressione, mentre una PRV regolabile smetterebbe di regolare e si comporterebbe come una valvola di ritegno. Installare sempre con il flusso corrispondente alla freccia sul corpo, montare ciascun tipo nell'orientamento richiesto e verificare che le tubazioni siano prive di sacche d'aria.
Perché sugli accessori di regolazione PRV è montato un dispositivo di protezione o bloccaggio?Il blocco impedisce che il set point venga modificato accidentalmente dopo la messa in servizio, quindi la pressione in uscita rimane al valore fissato durante il collaudo. L'impostazione deve essere regolata esclusivamente con la procedura di verifica del flusso e della pressione, dopodiché il dispositivo viene nuovamente bloccato.