LA SCUOLA CURA

CLA-VAL e-Power IP
Turbina a bordo valvola per la produzione di energia,
14W a 12Vo 24V
ST/EL/518
L’elettricità ricavabile direttamente dalla propria rete idrica
□
Prodotto brevettato!
□
e-Power IP: micro-turbina montata su un circuito in bypass ad una valvola automatica;
□
16W di potenza prodotta con ∆p=6m e Q=56l/min;
□
Abbinata ad un accumulatore al piombo da 12V / 3,5Ah,
costituisce un sistema di produzione elettrica completo
ed autonomo;
□
Tensione disponibile 12V o 24V (con trasformatore
aggiuntivo).
La micro-turbina Cla-Val e-Power IP è un sistema completo
di produzione d’energia elettrica a partire da quella
idraulica disponibile in una rete idrica di trasporto o
distribuzione.
L’e-Power IP Cla-Val permette di alimentare differenti
dispositivi di cui una valvola automatica può essere
dotata: piloti motorizzati, trasduttori, ma anche altre
forme di automazioni o (in generale) interfacce HMI
installate nei suoi pressi.
L’e-Power IP si compone di un generatore elettrico
(alternatore), di un’elettrovalvola a tre vie che chiude il
circuito by-pass e provoca l’ arresto della turbina, di un
regolatore idraulico di pressione differenziale.
Il quadro elettrico abbinato alla turbina racchiude
un’accumulatore ricaricabile da 12V / 3,5Ah e il suo
sofisticato sistema elettronico di gestione.
PERFORMANCE
La potenza elettrica prodotta dalla micro-turbina e-Power IP viene utilizzata per ricaricare un
accumulatore al piombo contenuto nell’apposito quadro elettrico. La potenza utile resa
disponibile è data dal prodotto della corrente fornita (A) per la tensione (V) ai capi della
batteria.
Tab. dati relativi alla max. produzione elettrica (∆p=6m.c.a e 50 l/min.)
Tensione
d’uscita
I, corrente fornita
in continuo
I, corrente fornita
per periodo limitato
(10min/h)
12V
1,33A
(16W)
3A
(36W)
24V
(con trasformatore
aggiuntivo)
0,58A
(14mW)
1,5A
(35W)
Diagramma di funzionamento Potenza elettrica – Diff. Pressione – Corrente elettrica disponibile
21
1.7
18
16 Watts
1.5
1.33 A
15
1.2
12
1.0
9
0.7
6
0.5
3
0.2
Tubature e raccorderia del by-pass da 1’’
0
0.0
1
mag. ’12
Corrente [A]
Potenza el. con 12 V [W]
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DESCRIZIONE
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3
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8
Differenziale di pressione sulla turbina [m]
Rev. 0.1 – Prima revisione
Redazione E.L.
9
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Approvazione M.R
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CLA-VAL e-Power
Turbina a bordo valvola per la produzione di energia,
14W a 12Vo 24V
ST/EL/518
Il principio di funzionamento
Controllo della pressione differenziale
La turbina e-Power ha un sistema idromeccanico di controllo della pressione
differenziale a monte e valle della girante
integrato nella macchina.
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La regolazione della pressione differenziale
influisce sulla velocità di rotazione delle pale
della turbina, e di conseguenza sul carico
elettrico generato.
Cla-Val ha ideato e brevettato un sistema di
controllo della pressione che regola la
produzione di energia, compatto, affidabile e
monoblocco.
Sistema di regolazione della potenza
La potenza elettrica prodotta dalla turbina
viene mantenuta costante da un gruppo mobile
meccanico idraulicamente equilibrato.
Il sistema è composto da un contro-seggio, uno
stelo mobile, una membrana di separazione,
una molla.
La compressione della molla, ottenuta con il
dado di regolazione, determina il valore
costante del differenziale di pressione tra
monte e valle della girante. In fabbrica la molla
viene caricata per un differenziale di 6m di
colonna d’acqua.
La membrana divide la camera di controllo in
due sezioni:
□
quella inferiore è idraulicamente collegata
all’ingresso del by-pass (monte della
girante);
□
quella superiore è idraulicamente collegata
allo scarico della girante;
Quando la pressione entrante nell’e-Power
tende ad aumentare, il gruppo mobile si solleva
(perché la camera inferiore si gonfia) e il
controseggio restringe la sezione di scarico
della turbina. La perdita di carico introdotta
ristabilisce il differenziale prefissanto. Quando
la pressione entrante tende a diminuire, il
gruppo mobile si abbassa allontanando il
controseggio con effetto contrario.
Schema in sezione dei passaggi interni
alla turbina ed al sistema di controllo
della pressione differenziale
Il controseggio si comporta a tutti gli effetti
come il gruppo otturatore di una valvola di
regolazione incaricandosi di variare la
dissipazione d’energia idraulica eventualmente
in eccesso.
Arresto dell’e-Power
La turbina Cla-Val ha un circuito d’arresto della girante che interviene quando viene raggiunta la
completa carica dell’accumulatore.
Un’elettrovalvola bistabile montata sul corpo della turbina collega alternativamente:
□
il valle della girante con la camera superiore del pilota di gestione della pressione differenziale.
□
la camera superiore del pilota con l’atmosfera.
Quando viene svuotata la camera superiore del sistema che regola il differenziale monte-valle della
turbina, tutto il gruppo mobile si alza al massimo della corsa chiudendo il passaggio d’acqua
attraverso la girante. Arrestando la circolazione dell’acqua attraverso il by-pass si ferma la
produzione di energia elettrica.
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Rev. 0.1 – Prima emissione
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CLA-VAL e-Power
Turbina a bordo valvola per la produzione di energia,
14W a 12Vo 24V
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Caratteristiche tecniche
DATI TECNICI
CARATTERISTICHE ELETTRICHE
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Accumulatore:
12V /3,5Ah
Costruzione a gel di piombo esente
manutenzione
Garanzia di 6 mesi
Uscita 12V DC:
A Corrente in continuo: 1,33A (16W)
Corrente di picco minimo (10min/h)=3A (36W)
Corrente di picco massimo (1 min/h)=5A (60 W)
Uscita 124V DC: B Corrente in continuo: 0,58A (14W)
Corrente di picco minimo (10min/h)=3B (36W)
Corrente di picco massimo (1 min/h)=5B (60 W)
Uscita allarme batterie:
Contatto pulito
Segnali visivi di
In carica: LED rosso lampeggiante
funzionamento:
In scarica: LED verde lampeggiante
Connessione elettrica a
Cavi prestampati stampati da 3 metri
quadro:
Temperatura
-10°C ÷ 80°C
d’esercizio:
(per la parte elettronica)
Micro-tubina Cla-Val e-Power IP
ALTRE CARATTERISTICHE
Programmazione della carica della
batteria
Il sistema elettronico di gestione delle
micro- turbine e-Power IP viene preprogrammato in fabbrica e
l’utilizzatore, in linea di principio non
ha necessità d’intervenire sui
parametri di controllo.
Sono comunque programmabili le
soglie minima e massima di carica e
scarica dell’accumulatore che
definiscono l’intervallo di lavoro della
micro-turbina (di default il processo di
carica inizia ad un valore di tensione
pari 12V e si arresta a 13,5V di
tensione ai capi della batteria).
Classe di pressione: Standard PN10
Taglia valvole: Dal DN100 (sia GE che NGE)
(tubazione di by-pass da 1”)
Condizioni d’esercizio Portata 50l/min @ dP 0,6 bar;
ideali nel by-pass:
Differenziale di pressione
monte/valle: 6 m.c.a.
Protezione:
IP68
Filtri:
Per l’elettrovalvola – cartuccia da 0,2 mm
Modalità di default
Segnale di
malfunzionamento:
LED verde- rosso lampeggiante
(per saperne di più leggere il
manuale utente)
E’ possibile impostare una
programmazione basata su leggi orarie
in abbinamento ai cicli di carica e
scarica per poter gestire la potenza
elettrica disponibile qualora l’impianto
idraulico su cui viene montata la
valvola avesse un funzionamento
discontinuo nell’arco della giornata.
Un sofisticato algoritmo di
ottimizzazione (MPPT “Maximum Power
Point Tracker”) regola e gestisce le
grandezze elettriche in uscita dalla
turbina fornendo alla batteria la
potenza di carica massima ottimale,
disponibile in funzione della potenza
idraulica al momento sfruttabile.
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Rev. 0.1 – Prima emissione
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CLA-VAL e-Power
Turbina a bordo valvola per la produzione di energia,
14W a 12Vo 24V
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Applicazioni tipiche delle valvole Cla-Val e-Power IP
Alimentazione della serie Cla-Val CPC
La micro-turbina e-Power rende elettricamente
autonome le valvole controllate dal posizionatore
idraulico Cla-Val CPC.
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La serie Cla-Val CPC comprende quelle valvole
equipaggiate di un attuatore idraulico motorizzato
comandato attraverso un segnale 4-20mA di nome
CPC.
Tale dispositivo regola direttamente il grado
d’apertura della valvola automatica ottenendo la
regolazione dell’impianto per mezzo della gestione
della pressione di linea o della portata transitante o
del livello del serbatoio asservito.
Alimentazione della serie Cla-Val e-Drive-33
La micro-turbina e-Power rende elettricamente
autonome le valvole controllate per mezzo di un pilota
motorizzato con l’e-Drive-33.
La serie Cla-Val PCM comprende tutte le valvole
automatiche dotate di un pilota motorizzato. La
combinazione tra un pilota idraulico ed un motore
elettrico che ne varia la taratura permette di integrare
una tradizionale valvola a controllo idraulico in un
sistema di gestione elettronico della rete.
Il sistema che comprende pilota e motore viene
azionato da un segnale 4-20mA inviato dal
telecontrollo sulla base dei principi generali di
gestione dell’impianto e in funzione della variazione
delle condizioni d’esercizio.
Alimentazione diretta di un sistema di
telegestione
La micro-turbina e-Power IP rende autonomo qualsiasi
dispositivo di telegestione in loco alimentato a 12-24V
DC eliminando la problematica dipendenza dei
controllori elettronici dalla vita delle batterie.
L’autonomia elettrica di un sistema di controllo
permette di gestire un’impianto senza la presenza
un’operatore sul posto.
I sistemi di acquisizione dati per la conoscenza ed il
monitoraggio delle reti di distribuzione idrica è sempre
più impiegato nei moderni sistemi di gestione. La
micro-turbina Cla-Val e-Power rende tali sistemi
energicamente autonomi.
Alimentazione di un misuratore di portata.
La micro-turbina e-Power rende autonomi le
apparecchiature di raccolta dati installate in
prossimità di una valvola di regolazione quali per
esempio i misuratori di portata o,in generale un
dispositivo d’interfaccia HMI per la gestione di un
impianto.
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CLA-VAL e-Power
Turbina a bordo valvola per la produzione di energia,
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Scheda di valutazione fattibilità
Cliente/Contatto:
Indirizzo:
Riferimenti d’impianto:
Data:
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Informazioni relative alla turbina e-Power IP
Minimi differenziali di pressione
monte-valle della valvola
Minima portata
56 l/min
Tubazione del by-pass
∆p min. richiesto
DN minimo valvola
100 mm
1”
0,7 bar
Max. potenza elettrica fornita
16 W
¾”
1 bar
Tensione ai capi della batteria
12 V
½”
1,1 bar
Capacità della batteria
3,5 Ah
Si ricorda che il dn consigliato per il
Consumo continuo con tensione 12V
1,33 A (16W)
by-pass è quello da 1”
Consumo continuo con tensione 24V
0,58 A (16W)
Consumo non continuo con tensione
12V (max10min/h)
3 A (36W)
Consumo non continuo con tensione
24V (max 10min./h)
1,5 A (36W)
PARAMETRI IDRAULICI IMPIANTO
DATI DI FUNZIONAMENTO IMPIANTO
Minima portata (Q notte)
l/s
Min. pressione di monte
bar
Pressione a valle
bar
Max. Pressione di valle
bar
(caso in cui la valvola di
regolazione sia un
riduttore)
Interruzione
giornaliera della
portata d’acqua
SI
∆p < minima
pressione
giornaliera
SI
Orario:
NO
Orario:
NO
CONSUMI ELETTRICI
Tensione d’alimentazione
Apparecchiature
elettriche
12VDC
24VDC
Consumi di corrente (A)
in continuo 24/24h
12VDC
24VDC
Impulsivi
12VDC
24VDC
DURATA D’UTILIZZO DELLE APPARECCHIATURE ELETTRICHE
Consumo continuo 24/24h
Apparecchiature
elettriche
mag. ’12
min
h
Rev. 0.1 – Prima emissione
Fascia
oraria
Consumi discontinui (impulsivi)
No.funzionam./1h
No.funzionam./24h
Durata
impulso
(s)
5/5

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