ITBS20130085A1 - APPARATUS AND METHOD TO DETECT AND QUANTIFY LOSSES OF FLUIDS IN DOMESTIC OR INDUSTRIAL PLANTS - Google Patents
APPARATUS AND METHOD TO DETECT AND QUANTIFY LOSSES OF FLUIDS IN DOMESTIC OR INDUSTRIAL PLANTSInfo
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Description
APPARATO E METODO PER RILEVARE E QUANTIFICARE PERDITE DI APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING AND QUANTIFYING LOSSES OF
FLUIDI IN IMPIANTI DOMESTICI O INDUSTRIALI FLUIDS IN DOMESTIC OR INDUSTRIAL PLANTS
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo dell’invenzione Field of invention
La presente invenzione attiene in generale al settore degli impianti, sia domestici che industriali, per l’erogazione di fluidi, come gas o liquidi, e riguarda in particolare un apparato e un metodo per rilevare e quantificare fuoriuscite di fluido in tali impianti. The present invention generally relates to the sector of systems, both domestic and industrial, for the supply of fluids, such as gases or liquids, and in particular relates to an apparatus and a method for detecting and quantifying fluid leaks in such systems.
Stato dell’arte State of the art
E’ noto l’utilizzo di sensori elettronici, comunemente detti nasi elettronici, in grado di rilevare in un ambiente fughe di gas in un ambiente nel quale sono alimentati con gas piani cottura, caldaie, stufe, barbecue e altre apparecchiature. The use of electronic sensors, commonly known as electronic noses, is known, capable of detecting gas leaks in an environment in which hobs, boilers, stoves, barbecues and other equipment are supplied with gas.
La sensibilità di un naso elettronico à ̈ correlata alla concentrazione di gas presente nell’aria in prossimità del sensore. Il sensore genera segnali elettrici corrispondenti alla concentrazione di gas rilevata e il dispositivo elabora tali segnali per determinare appunto la concentrazione; al superamento di un valore di soglia il dispositivo genera un segnale di allarme e/o comanda la chiusura di una elettrovalvola di intercettazione della linea di alimentazione del gas. The sensitivity of an electronic nose is correlated to the concentration of gas present in the air near the sensor. The sensor generates electrical signals corresponding to the detected gas concentration and the device processes these signals to precisely determine the concentration; when a threshold value is exceeded, the device generates an alarm signal and / or commands the closure of an interception solenoid valve of the gas supply line.
Evidentemente i nasi elettronici si attivano quando la concentrazione di gas nell’aria raggiunge un valore di soglia, pertanto con un ritardo rispetto al verificarsi della perdita. In altri termini una perdita di gas si verifica comunque, e comporta uno spreco, nonché il crearsi di una situazione potenzialmente pericolosa dal momento che il locale viene ad essere saturo di gas. Evidently the electronic noses are activated when the concentration of gas in the air reaches a threshold value, therefore with a delay compared to the occurrence of the leak. In other words, a gas leak occurs anyway, and involves waste, as well as the creation of a potentially dangerous situation since the room becomes saturated with gas.
Inoltre i sensori elettronici sono sensibili a vari fattori non sempre controllabili. Ad esempio il posizionamento scorretto del sensore, una temperatura dell’aria troppo elevata, la presenza di fumi, vapori, grassi, ecc. e la presenza di ventilazione, naturale o forzata, possono influire negativamente sul tempo di intervento e di segnalazione del pericolo, ovvero possono determinare un ritardo nell’attivazione dell’elettrovalvola. Furthermore, electronic sensors are sensitive to various factors that are not always controllable. For example, incorrect positioning of the sensor, an air temperature that is too high, the presence of fumes, vapors, grease, etc. and the presence of natural or forced ventilation can negatively affect the intervention time and danger signaling, or can cause a delay in the activation of the solenoid valve.
Molti sensori elettronici noti non sono dotati di mezzi che evidenzino anomalie o mal funzionamenti del sensore stesso, ovvero non sono dotati di sistemi di autodiagnosi. Questo comporta il rischio di incidenti in caso di perdite non rilevate. Many known electronic sensors are not equipped with means which point out anomalies or malfunctions of the sensor itself, ie they are not equipped with self-diagnosis systems. This poses the risk of accidents in the event of undetected leaks.
In aggiunta, con tali sensori non à ̈ possibile monitorare perdite di una linea o un’apparecchiatura posta all’esterno, in ambiente aperto. In addition, with these sensors it is not possible to monitor leaks in a line or equipment placed outside, in an open environment.
Scopo della presente invenzione à ̈ invece quello di mettere a disposizione un apparato e un relativo metodo di rilevamento di perdite di fluidi, in particolare gas, che risultino affidabili e sicuri nel tempo, che consentano di monitorare completamente un impianto, anche quando provvisto di apparecchiature o linee di distribuzione poste in ambienti esterni, che intervengano tempestivamente evitando sprechi di gas e l’insorgere di situazioni di pericolo. The purpose of the present invention is instead that of providing an apparatus and a relative method for detecting leaks of fluids, in particular gases, which are reliable and safe over time, which allow a system to be completely monitored, even when equipped with equipment. o distribution lines located outdoors, which intervene promptly to avoid wasting gas and the emergence of dangerous situations.
E’ inoltre uno scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un apparato di rilevamento di perdite di fluidi del tipo sopra descritto, che possa essere installato facilmente su impianti e linee, anche come retrofit in impianti e linee esistenti. It is also an object of the present invention to provide an apparatus for detecting fluid leaks of the type described above, which can be easily installed on plants and lines, even as a retrofit in existing plants and lines.
Un altro scopo à ̈ di proporre un apparato e un metodo che permettano anche di quantificare le eventuali perdite. Another purpose is to propose an apparatus and a method that also allow to quantify any losses.
Sommario dell’invenzione Summary of the invention
Pertanto, in un primo aspetto la presente invenzione concerne un apparato per rilevare e quantificare perdite di fluidi secondo la rivendicazione 1, in un impianto di distribuzione di un fluido, a uso domestico o industriale. Therefore, in a first aspect, the present invention relates to an apparatus for detecting and quantifying fluid leaks according to claim 1, in a fluid distribution system, for domestic or industrial use.
In particolare, l’apparato comprende un modulo master associato a una linea principale di adduzione del fluido dell’impianto, e almeno un modulo slave associato a una corrispondente linea secondaria dell’impianto destinata all’alimentazione di una relativa utenza. In particular, the apparatus comprises a master module associated with a main line for supplying the fluid of the system, and at least one slave module associated with a corresponding secondary line of the system destined to supply a relative user.
Il modulo master comprende mezzi di misurazione di portata del fluido e un’unità elettronica di controllo programmata per elaborare i valori di portata rilevati e discriminare la presenza di perdite di fluido nell’impianto, ovvero rilevare se il fluido scorre nella relativa linea. The master module includes means for measuring the fluid flow rate and an electronic control unit programmed to process the detected flow values and discriminate the presence of fluid leaks in the system, or to detect whether the fluid flows in the relative line.
Ciascun modulo slave comprende mezzi di parzializzazione della portata di fluido nella relativa linea secondaria. Each slave module comprises means for choking the flow of fluid in the relative secondary line.
Il modulo master e ciascun modulo slave sono dotati di relativi temporizzatori, sincronizzati gli uni agli altri. The master module and each slave module have their own timers, synchronized to each other.
Con l’espressione “modulo master†si intende un modulo principale dotato di un’unità elettronica, provvista di mezzi a programma per l’elaborazione di dati e con l’espressione “modulo slave†si intende un modulo operativo, non necessariamente dotato di propri mezzi di elaborazione. With the expression `` master module '' we mean a main module equipped with an electronic unit, equipped with program means for data processing and with the expression `` slave module '' we mean a module operational, not necessarily equipped with its own means of processing.
Con il termine “temporizzatore†si intende un circuito elettronico che genera impulsi di temporizzazione che costituiscono i segnali (di clock) necessari a sincronizzare tra loro il modulo master con ciascun modulo slave. The term â € œtimerâ € means an electronic circuit that generates timing pulses which constitute the (clock) signals necessary to synchronize the master module with each slave module.
Vantaggiosamente, quindi, l’apparato comprende un modulo master e uno o più moduli slave sincronizzati tra loro, mezzi per misurare la portata di fluido nella linea principale dell’impianto e mezzi di parzializzazione, dove la dicitura “mezzi di parzializzazione†si riferisce a mezzi atti a regolare la portata di un fluido, liquido o gassoso, in una condotta, ad esempio elettrovalvole. Advantageously, therefore, the apparatus comprises a master module and one or more slave modules synchronized with each other, means for measuring the flow rate of fluid in the main line of the system and capacity control means, where the wording â € œmeans of partitioningâ € refers to means adapted to regulate the flow rate of a fluid, liquid or gaseous, in a pipeline, for example solenoid valves.
L’unità elettronica di controllo à ̈ programmata per elaborare i valori di portata rilevati nella linea principale per stabilire la presenza o meno di perdite di fluido nell’impianto. The electronic control unit is programmed to process the flow rate values detected in the main line to establish the presence or absence of fluid leaks in the system.
Preferibilmente il modulo master e i moduli slave non comunicano tra loro. Preferably the master module and the slave modules do not communicate with each other.
Di preferenza, il temporizzatore del modulo master à ̈ programmabile per impostare la frequenza dei cicli di misura e il temporizzatore di ciascun modulo slave à ̈ tarabile per la sua sincronizzazione con il temporizzatore del modulo master. Il temporizzatore del modulo master può essere estraibile per permettere di effettuare la taratura dei temporizzatori di ogni modulo slave. Preferably, the timer of the master module is programmable to set the frequency of the measurement cycles and the timer of each slave module can be calibrated for its synchronization with the timer of the master module. The timer of the master module can be removed to allow setting the timers of each slave module.
L’apparato permette di rilevare in maniera semplice e rapida la presenza di una perdita nell’impianto. Non à ̈ infatti necessario, come nei sistemi tradizionali, attendere che la concentrazione di gas nell’aria di un ambiente raggiunga un valore di soglia, in quanto l’apparato agisce direttamente a livello delle linee principali e secondarie dell’impianto e non a livello degli ambienti in cui sono presenti le utenze; questa configurazione consente di rilevare perdite anche qualora l’utenza sia posta in un ambiente esterno, cosa non possibile nel caso di sistemi tradizionali. The device allows you to quickly and easily detect the presence of a leak in the system. In fact, it is not necessary, as in traditional systems, to wait for the gas concentration in the air of an environment to reach a threshold value, as the apparatus acts directly at the level of the main and secondary lines of the plant and not at the level of the environments in which the users are present; this configuration makes it possible to detect leaks even if the user is placed in an external environment, which is not possible in the case of traditional systems.
Tarando opportunamente le frequenze dei temporizzatori à ̈ possibile attuare cicli di misura in tempi ravvicinati, di preferenza nell’ordine di 5 - 10 minuti. In tal modo à ̈ possibile individuare una perdita in maniera tempestiva, con un minimo spreco di fluido, soprattutto se confrontata con la quantità di fluido necessaria per saturare un intero locale. By appropriately calibrating the frequencies of the timers, it is possible to carry out measurement cycles in short times, preferably in the order of 5 - 10 minutes. In this way it is possible to identify a leak in a timely manner, with a minimum waste of fluid, especially when compared with the quantity of fluid necessary to saturate an entire room.
L’apparato à ̈ di semplice installazione, sia in impianti nuovi che in impianti già esistenti, in quanto non sono necessarie connessioni di alcun tipo tra modulo master e ciascun modulo slave. Tali connessioni, se previste, sono opzionali. The device is easy to install, both in new systems and in existing systems, as no connections of any kind are required between the master module and each slave module. These connections, if provided, are optional.
Preferibilmente il modulo master intercetta la linea principale di adduzione all’uscita di un gruppo contatore dell’impianto e ciascun modulo slave intercetta la corrispondente linea secondaria subito a monte della relativa utenza, oppure à ̈ installato direttamente nell’utenza. Questa configurazione permette di evitare l’utilizzo di tubazioni o raccordi di giunzione, evitando così eventuali malfunzionamenti dell’apparato dovuti a perdite a livello di tali tubazioni e/o raccordi aggiuntivi. Preferably, the master module intercepts the main supply line at the output of a system meter group and each slave module intercepts the corresponding secondary line immediately upstream of the relative user, or is installed directly in the user. This configuration makes it possible to avoid the use of pipes or junction fittings, thus avoiding any malfunctions of the apparatus due to leaks in these pipes and / or additional fittings.
Vantaggiosamente l’unità di controllo à ̈ programmata per elaborare i valori di portata rilevati con una frequenza stabilita dal temporizzatore e discriminare, tramite un apposito algoritmo, la presenza di una perdita di fluido nell’impianto. Advantageously, the control unit is programmed to process the flow rate values detected with a frequency established by the timer and to discriminate, by means of a special algorithm, the presence of a fluid leak in the system.
Preferibilmente il modulo master à ̈ provvisto di una elettrovalvola inserita nella linea principale di adduzione per interrompere il flusso del fluido. Quindi, nel caso in cui vengano rilevate perdite di fluido nell’impianto, tale elettrovalvola à ̈ atta a provocare una interruzione immediata del flusso del fluido per evitare danni e/o sprechi di fluido. Come usuale, l’elettrovalvola interrompe il flusso di fluido anche nel caso di assenza di tensione di rete. Preferably the master module is provided with a solenoid valve inserted in the main supply line to interrupt the flow of the fluid. Therefore, in the event that fluid leaks are detected in the system, this solenoid valve is capable of causing an immediate interruption of the fluid flow to avoid damage and / or waste of fluid. As usual, the solenoid valve interrupts the flow of fluid even in the event of a power failure.
In aggiunta il modulo master può essere dotato di mezzi per segnalare una situazione di allarme dovuta a una perdita, o all’assenza di tensione di rete, o a un eventuale malfunzionamento dell’apparato stesso. In addition, the master module can be equipped with means to signal an alarm situation due to a loss, or to the absence of mains voltage, or to a possible malfunction of the device itself.
Preferibilmente il modulo master e ciascun modulo slave sono provvisti di una batteria tampone per alimentare il relativo temporizzatore in assenza di tensione di rete, e il modulo master à ̈ provvisto di una memoria per la memorizzazione di parametri operativi dell’apparato stesso. Questo per garantire la corretta sincronizzazione di modulo master e moduli slave anche in assenza di tensione di rete. Preferably, the master module and each slave module are equipped with a buffer battery to power the relative timer in the absence of mains voltage, and the master module is equipped with a memory for storing the operating parameters of the device itself. This is to ensure the correct synchronization of the master module and slave modules even in the absence of mains voltage.
In caso di assenza di tensione di rete, la batteria tampone, poi, Ã ̈ utile per memorizzare dati quali data e ora delle situazioni di allarme, sia dovute a perdite che ad assenza di tensione di rete. In the event of a power failure, the buffer battery is also useful for storing data such as date and time of alarm situations, both due to losses and lack of mains voltage.
Preferibilmente ciascun modulo slave à ̈ provvisto di un sensore di portata atto a rilevare la presenza del fluido nella relativa linea secondaria e i mezzi di parzializzazione comprendono un’elettrovalvola attivabile dal sensore di portata solo in presenza di una effettiva portata di fluido, così da rendere operativo il relativo modulo slave. L’elettrovalvola di parzializzazione non opera in continuo, ma solo nel caso in cui vi sia una portata di fluido nella relativa linea secondaria e in presenza di tensione di rete, allungando in tal modo la sua durata nel tempo con un conseguente aumento della affidabilità del sistema e con una riduzione dei costi di componenti e per gli interventi di manutenzione. Preferably, each slave module is provided with a flow sensor suitable for detecting the presence of the fluid in the relative secondary line and the throttling means comprise a solenoid valve that can be activated by the flow sensor only in the presence of an effective flow of fluid, so as to make the relevant slave module operational. The capacity control solenoid valve does not operate continuously, but only if there is a flow of fluid in the relative secondary line and in the presence of mains voltage, thus extending its duration over time with a consequent increase in reliability of the system and with a reduction in the costs of components and maintenance interventions.
Vantaggiosamente l’apparato secondo la presente invenzione funziona nel seguente modo. Advantageously, the apparatus according to the present invention works in the following way.
In corrispondenza di un primo tempo t1 stabilito dal temporizzatore del modulo master, i mezzi di misurazione di portata del fluido misurano la portata complessiva del fluido PTt1nella linea principale. At a first time t1 established by the timer of the master module, the fluid flow rate measuring means measures the total flow rate of the fluid PTt1 in the main line.
In corrispondenza di un secondo tempo t2, stabilito dai temporizzatori del modulo master e di ciascun modulo slave successivamente al primo tempo t1, vengono attivati contemporaneamente i mezzi di parzializzazione della portata del fluido di ciascun modulo slave per ridurre temporaneamente la portata istantanea alimentata a ciascuna utenza secondo un valore percentuale X prestabilito e uguale per tutti i moduli slave e viene misurata la portata complessiva di fluido PTt2nella linea principale di adduzione al secondo tempo t2. Con la dicitura “ridurre temporaneamente†si intende che la portata alimentata a ciascuna utenza viene decrementata del valore percentuale X e poi riportata al suo valore iniziale in un determinato lasso di tempo, di preferenza con un transitorio di durata compresa tra 1 minuto e 5 minuti, per dare il tempo necessario per consentire l’assestamento delle portate nelle linee secondarie. Successivamente e fino al seguente ciclo di misura i mezzi di parzializzazione tornano alla loro posizione precedente e quindi la portata di fluido nelle relative linee secondarie torna al valore iniziale. In correspondence with a second time t2, established by the timers of the master module and of each slave module after the first time t1, the means of partialization of the flow rate of the fluid of each slave module are activated simultaneously to temporarily reduce the instantaneous flow rate supplied to each user. according to a predetermined percentage value X and equal for all slave modules and the total flow rate of fluid PTt2 is measured in the main supply line at the second time t2. With the wording `` temporarily reduce '' we mean that the flow rate supplied to each user is decreased by the percentage value X and then brought back to its initial value in a given period of time, preferably with a transient lasting between 1 minute and 5 minutes, to give the necessary time to allow the flow in the secondary lines to settle. Subsequently and up to the following measurement cycle, the throttling means return to their previous position and therefore the flow rate of fluid in the relative secondary lines returns to the initial value.
L’unità di controllo à ̈ programmata per calcolare la differenza ALFA, definita differenza di portata reale, e la differenza BETA, definita differenza di portata teorica, elaborando i valori PTt1e PTt2di portata complessiva di fluido rilevati, in combinazione con il valore percentuale X prestabilito, secondo le formule The control unit is programmed to calculate the difference ALFA, defined difference in real flow rate, and the difference BETA, defined difference in theoretical flow rate, by processing the values PTt1 and PTt2 of total fluid flow detected, in combination with the percentage value X pre-established, according to the formulas
ALFA=PTt1-PTt2e ALPHA = PTt1-PTt2e
BETA=(PTt1/ 100)*X BETA = (PTt1 / 100) * X
e per confrontare i valori ALFA e BETA per rilevare la presenza di una perdita di fluido nell’impianto, quando si verifica la condizione ALFA<BETA, cioà ̈ nel caso in cui la differenza di portata reale ALFA risulti minore della differenza di portata teorica BETA. and to compare the ALFA and BETA values to detect the presence of a fluid leak in the system, when the condition ALFA <BETA occurs, that is, in the case in which the real flow difference ALFA is less than the theoretical flow difference BETA.
In aggiunta l’unità di controllo dell’apparato può essere programmata per calcolare la differenza PP, definita portata di perdita, tra la portata complessiva di fluido PTt1misurata al primo tempo t1 e la portata complessiva di fluido PTt1misurata al primo tempo t1 moltiplicata per il rapporto tra il valore della differenza di portata reale ALFA diviso per il valore della differenza portata di fluido teorica BETA, secondo la formula In addition, the control unit of the apparatus can be programmed to calculate the difference PP, defined loss flow rate, between the total flow rate of fluid PTt1 measured at the first time t1 and the total flow rate of fluid PTt1 measured at the first time t1 multiplied by the ratio between the value of the real flow difference ALFA divided by the value of the theoretical fluid flow difference BETA, according to the formula
PP= PTt1- (PTt1*ALFA/BETA). PP = PTt1- (PTt1 * ALPHA / BETA).
In un suo ulteriore aspetto l’invenzione concerne un metodo secondo la rivendicazione 6 per rilevare perdite di fluidi in un impianto di distribuzione di un fluido avente una linea principale di adduzione del fluido e una o più linee secondarie collegate a una corrispondente utenza. In a further aspect, the invention relates to a method according to claim 6 for detecting fluid leaks in a fluid distribution system having a main fluid supply line and one or more secondary lines connected to a corresponding user.
Il metodo comprende le fasi di: The method includes the steps of:
a) predisporre sulla linea principale di adduzione un modulo master provvisto di mezzi di misurazione della portata del fluido, di un temporizzatore programmabile e di una unità di controllo; a) arrange on the main supply line a master module equipped with means for measuring the flow rate of the fluid, a programmable timer and a control unit;
b) predisporre su ciascuna linea secondaria o in ciascuna utenza un modulo slave provvisto di mezzi di parzializzazione della portata del fluido e di un temporizzatore programmabile; b) arrange on each secondary line or in each user a slave module equipped with means of partialization of the flow rate of the fluid and a programmable timer;
c) sincronizzare i temporizzatori di ciascun modulo slave con il temporizzatore del modulo master; c) synchronizing the timers of each slave module with the timer of the master module;
d) misurare la portata complessiva del fluido PTt1nella linea principale di adduzione in corrispondenza di un primo tempo t1 stabilito dal temporizzatore del modulo master; d) measuring the total flow rate of the fluid PTt1 in the main supply line at a first time t1 established by the timer of the master module;
e) in corrispondenza di un secondo tempo t2, stabilito dai temporizzatori del modulo master e di ciascun modulo slave successivamente al primo tempo t1, attivare contemporaneamente i mezzi di parzializzazione della portata del fluido di ciascun modulo slave per ridurre temporaneamente la portata istantanea alimentata a ciascuna utenza secondo un valore percentuale X prestabilito e uguale per ciascun modulo slave; e) at a second time t2, established by the timers of the master module and of each slave module after the first time t1, simultaneously activate the means for choking the fluid flow of each slave module to temporarily reduce the instantaneous flow rate fed to each user according to a predetermined percentage value X and equal for each slave module;
f) misurare la portata complessiva di fluido PTt2nella linea principale di adduzione al secondo tempo t2; g) rilevare un’eventuale perdita di fluido elaborando i valori PTt1, PTt2di portata complessiva di fluido misurati alle d) ed f) e pesando la portata complessiva di fluido al primo tempo con il valore percentuale prestabilito. f) measuring the total flow rate of fluid PTt2 in the main supply line at the second time t2; g) detect any fluid loss by processing the values PTt1, PTt2 of total flow rate of fluid measured at d) and f) and weighing the overall flow rate of fluid at the first time with the predetermined percentage value.
h) ripetere il ciclo di misura definito dalle fasi d) - g) fino a quando viene rilevata una perdita; h) repeat the measurement cycle defined by steps d) - g) until a leak is detected;
i) condizionatamente alla rilevazione di una perdita, generare un segnale di allarme e/o interrompere il flusso di fluido in una o più linee secondarie e/o nella linea principale di adduzione. i) subject to the detection of a leak, generate an alarm signal and / or interrupt the flow of fluid in one or more secondary lines and / or in the main supply line.
Più specificamente la fase g) comprende a sua volta le ulteriori fasi: More specifically, phase g) in turn includes the further phases:
g’) calcolare la differenza ALFA, definita differenza di portata reale, tra la portata complessiva di fluido PTt1 misurata al primo tempo t1 e la portata complessiva di fluido PTt2 misurata al secondo tempo t2; gâ € ™) calculate the difference ALFA, defined as real flow rate difference, between the total flow rate of fluid PTt1 measured at the first time t1 and the total flow rate of fluid PTt2 measured at the second time t2;
g†) calcolare la differenza BETA, definita differenza di portata teorica, secondo la formula g⠀) calculate the BETA difference, defined as the theoretical flow difference, according to the formula
BETA = (PTt1 / 100) * X BETA = (PTt1 / 100) * X
g’’’) rilevare la presenza di una perdita di fluido nell’impianto quando la differenza di portata reale ALFA à ̈ minore della differenza di portata teorica BETA, ovvero quando gâ € ™ â € ™ â € ™) detect the presence of a fluid leak in the system when the real flow difference ALFA is less than the theoretical flow difference BETA, that is when
ALFA < BETA. ALPHA <BETA.
Vantaggiosamente quindi l’apparato e il metodo consentono di rilevare la presenza di una perdita sulla base delle portate complessive di fluido nella linea di adduzione principale misurate al primo e al secondo tempo e del valore percentuale prestabilito, indipendentemente dal numero di moduli slave e senza necessità di rilevare i valori di portata in ciascuna linea secondaria e senza la necessità di mettere in comunicazione tra i vari moduli slave con il modulo master. Advantageously, therefore, the apparatus and the method allow to detect the presence of a leak on the basis of the total flow rates of fluid in the main supply line measured at the first and second time and of the predetermined percentage value, regardless of the number of slave modules and without need to detect the flow rate values in each secondary line and without the need to put in communication between the various slave modules with the master module.
In pratica in assenza di perdite la portata complessiva rilevata al secondo tempo deve essere uguale alla portata complessiva rilevata al primo tempo decrementata del valore percentuale prestabilito, in quanto al secondo tempo i mezzi di parzializzazione di ciascun modulo slave - indipendentemente dal loro numero - riducono la portata istantanea alimentata a ciascuna utenza secondo lo stesso valore percentuale prestabilito, decrementando in tal modo dello stesso valore percentuale la portata complessiva di fluido nella linea di adduzione principale al secondo tempo. Di conseguenza la differenza di portata reale à ̈ uguale alla differenza di portata teorica. In practice, in the absence of leaks, the overall flow rate detected at the second time must be equal to the overall flow rate detected at the first time decreased by the predetermined percentage value, since at the second time the throttling means of each slave module - regardless of their number - reduce the instantaneous flow rate supplied to each user according to the same predetermined percentage value, thus decreasing the overall flow rate of fluid in the main supply line at the second time by the same percentage value. Consequently, the real flow difference is equal to the theoretical flow difference.
Se invece la differenza di portata reale à ̈ minore della differenza di portata teorica, questo significa che non tutta la portata complessiva arriva alle utenze, tant’à ̈ che non tutta viene decrementata del valore percentuale prestabilito e quindi ci si trova in presenza di una perdita oppure un malfunzionamento del master o di un modulo slave. In effetti la portata istantanea alimentata a una specifica utenza non viene decrementata secondo il valore percentuale prestabilito se il relativo modulo slave à ̈ guasto o non à ̈ alimentato da tensione di rete, oppure la differenza di portata reale e la differenza di portata teorica non vengono conteggiate correttamente qualora il modulo slave non funzioni correttamente. Quindi il metodo à ̈ in grado di segnalare anche funzionamenti scorretti di uno dei componenti dell’apparato, nonché un’assenza di alimentazione di rete parziale solo ad alcune utenze, evitando così che si vengano a creare situazioni pericolose dovute alla mancata segnalazione di perdite. Il sistema effettua quindi una sorta di auto-diagnosi dell’apparato che ne aumenta la sicurezza. Questo tipo di sicurezza viene definito sicurezza passiva. If, on the other hand, the difference in real flow rate is less than the difference in theoretical flow rate, this means that not all of the overall flow reaches the users, so much so that not all of the flow is decreased by the predetermined percentage value and therefore we are in the presence of a loss or malfunction of the master or a slave module. In fact, the instantaneous flow rate supplied to a specific user is not decreased according to the predetermined percentage value if the relative slave module is faulty or not powered by mains voltage, or the difference in real flow rate and the theoretical flow difference are not counted correctly if the slave module does not work properly. Therefore, the method is also able to signal incorrect operation of one of the components of the device, as well as a partial mains power failure only to some users, thus avoiding the creation of dangerous situations due to failure reporting of leaks. The system then carries out a sort of self-diagnosis of the equipment which increases its safety. This type of security is called passive security.
Vantaggiosamente poi e sempre per ragioni di sicurezza, il modulo master à ̈ provvisto di una elettrovalvola e il metodo prevede la fase di interrompere il flusso del fluido nella linea principale di adduzione e/o attivare mezzi di segnalazione delle perdite di fluido nell’impianto, se presenti. Advantageously then and always for safety reasons, the master module is equipped with a solenoid valve and the method involves the step of interrupting the flow of fluid in the main supply line and / or activating means to signal fluid leaks in the system. , if any.
Preferibilmente il metodo comprendente l’ulteriore fase di calcolare la differenza PP, definita portata di perdita, tra la portata complessiva di fluido misurata al primo tempo e la portata complessiva di fluido misurata al primo tempo moltiplicata per il rapporto tra il valore della differenza di portata reale diviso per il valore della differenza portata di fluido teorica, secondo la formula Preferably the method comprising the further step of calculating the difference PP, defined loss flow rate, between the total flow rate of fluid measured at the first time and the total flow rate of fluid measured at the first time multiplied by the ratio between the value of the difference in real flow rate divided by the theoretical fluid flow difference value, according to the formula
PP=PTt1-(PTt1*ALFA/BETA). PP = PTt1- (PTt1 * ALPHA / BETA).
Con tale metodo à ̈ quindi possibile avere indicazioni in merito anche alla quantità di fluido perso nell’impianto di distribuzione, indicazione non fornita dai sistemi tradizionali. Grazie alla configurazione dell’apparato e al metodo della presente invenzione à ̈ possibile quantificare l’entità della perdita in base alle sole portate misurate dal modulo master e indipendentemente dalla portata e dal numero di linee secondarie e di utenze. Nel caso in cui sia necessario modificare l’impianto di distribuzione aggiungendo/togliendo utenze, l’apparato sarà comunque in grado di funzionare correttamente semplicemente dotando ciascuna utenza aggiuntiva di un relativo modulo slave, opportunamente configurato, o disattivando i moduli slave delle utenze non più utilizzate. With this method it is therefore possible to obtain information on the quantity of fluid lost in the distribution system, an indication not provided by traditional systems. Thanks to the configuration of the apparatus and the method of the present invention, it is possible to quantify the amount of the loss based only on the flow rates measured by the master module and independently of the flow rate and the number of secondary lines and users. In the event that it is necessary to modify the distribution system by adding / removing users, the device will still be able to function correctly simply by equipping each additional user with a relative slave module, suitably configured, or by deactivating the slave modules of the users. no longer used.
Vantaggiosamente ciascun modulo slave à ̈ provvisto di un sensore di portata configurato per rilevare la presenza di fluido nella relativa linea secondaria, e il metodo comprende la fase di attivare i mezzi di parzializzazione della portata, rendendo operativo il relativo modulo slave, solo in presenza di una effettiva portata di fluido rilevata nella corrispondente linea secondaria. Conseguentemente il modulo slave viene attivato solo quando necessario aumentando così la durata nel tempo dei suoi componenti elettro-meccanici e l’affidabilità dell’apparato e riducendo costi e tempi di interventi di manutenzione. Elenco delle figure Advantageously, each slave module is equipped with a flow sensor configured to detect the presence of fluid in the relative secondary line, and the method comprises the step of activating the means of partialization of the flow, making the relative slave module operative, only in the presence of an effective flow rate of fluid detected in the corresponding secondary line. Consequently, the slave module is activated only when necessary, thus increasing the duration over time of its electro-mechanical components and the reliability of the apparatus and reducing costs and maintenance times. List of figures
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dall’esame della seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will be better highlighted by examining the following detailed description of a preferred but not exclusive embodiment, illustrated by way of non-limiting example, with the support of the attached drawings, in which:
- la figura 1 à ̈ uno schema di un impianto di distribuzione di un fluido provvisto di un apparato secondo l’invenzione; - la figura 2 à ̈ uno schema di un modulo master; - figure 1 is a diagram of a fluid distribution system provided with an apparatus according to the invention; - figure 2 is a diagram of a master module;
- la figura 3 Ã ̈ uno schema di un modulo slave; e - figure 3 is a diagram of a slave module; And
- la figura 4 Ã ̈ uno schema logico del funzionamento di un impianto. - figure 4 is a logical diagram of the operation of a plant.
Descrizione dettagliata dell’invenzione Detailed description of the invention
La descrizione dettagliata seguente si riferisce ad una forma di realizzazione di un apparato secondo la presente invenzione per la rilevazione e la misurazione di perdite in un impianto di distribuzione 1 di un fluido. The following detailed description refers to an embodiment of an apparatus according to the present invention for detecting and measuring leaks in a fluid distribution system 1.
L’impianto di distribuzione comprende una linea principale 2 di adduzione del fluido e una o più linee secondarie 3 ciascuna destinata all’alimentazione di una relativa utenza U1, U2, …, Un. The distribution system includes a main line 2 for supplying the fluid and one or more secondary lines 3 each destined to supply a relative user U1, U2, â € ¦, Un.
In particolare, l’apparato mostrato nelle figure comprende un modulo master M associato alla linea principale 2 di adduzione del fluido e almeno un modulo slave S1, S2, …, Sn associato a una corrispondente linea secondaria 3. In particular, the apparatus shown in the figures comprises a master module M associated with the main fluid supply line 2 and at least one slave module S1, S2, â € ¦, Sn associated with a corresponding secondary line 3.
Il modulo master M comprende un temporizzatore 4, un’unità elettronica di controllo 5 e mezzi di misurazione di portata 6 del fluido. L’unità elettronica di controllo à ̈ provvista di mezzi a programma per elaborare i valori di portata con una frequenza stabilita dal temporizzatore e discriminare la presenza di perdite di fluido nell’impianto. The master module M comprises a timer 4, an electronic control unit 5 and means for measuring the flow rate 6 of the fluid. The electronic control unit is equipped with program means to process the flow rate values with a frequency established by the timer and to discriminate the presence of fluid leaks in the system.
Il modulo master può inoltre comprendere o à ̈ associato a una elettrovalvola 7, inserita nella linea principale 2 di adduzione per interrompere il flusso del fluido nell’impianto quando viene rilevata una perdita o in assenza di alimentazione da rete. The master module can also comprise or is associated with a solenoid valve 7, inserted in the main supply line 2 to interrupt the flow of fluid in the system when a leak is detected or in the absence of mains power.
Ogni modulo slave S1, S2, …, Sn comprende un temporizzatore 4’ e mezzi di parzializzazione della portata 8 di fluido nella relativa linea secondaria 3. I temporizzatori di ciascun modulo slave sono sincronizzati con il temporizzatore 4 del modulo master. Di preferenza, il temporizzatore del modulo master à ̈ del tipo programmabile per impostare la frequenza dei cicli di misura, mentre il temporizzatore di ciascun modulo slave à ̈ tarabile per la sua sincronizzazione con il temporizzatore del modulo master. Il temporizzatore del modulo master può essere estraibile per permettere di effettuare la taratura dei temporizzatori di ogni modulo slave in maniera più agevole. I mezzi di parzializzazione della portata 8 di fluido comprendono un’elettrovalvola di parzializzazione che può essere del tipo a due stati, uno corrispondente alla portata massima della relativa linea secondaria e uno alla portata massima della relativa linea secondaria decrementata di un valore percentuale X prestabilito e uguale per ciascun modulo slave. Each slave module S1, S2, â € ¦, Sn comprises a timer 4â € ™ and means for choking the flow 8 of fluid in the relative secondary line 3. The timers of each slave module are synchronized with the timer 4 of the master module. Preferably, the timer of the master module is of the programmable type to set the frequency of the measurement cycles, while the timer of each slave module can be calibrated for its synchronization with the timer of the master module. The timer of the master module can be removed to allow the setting of the timers of each slave module in an easier way. The capacity control means 8 of the fluid comprise a capacity control solenoid valve which can be of the two-state type, one corresponding to the maximum flow rate of the relative secondary line and one to the maximum flow rate of the relative secondary line decreased by a predetermined percentage value X and the same for each slave module.
Ogni modulo slave può essere inoltre provvisto di un sensore di portata 9 per rilevare la presenza del fluido nella relativa linea secondaria 3. In tal caso l’elettrovalvola di parzializzazione viene attivata da tale sensore di portata solo in presenza di una effettiva portata di fluido, così da rendere operativo il relativo slave. I mezzi di parzializzazione vengono attivati solo in presenza di tensione di rete. Each slave module can also be equipped with a flow sensor 9 to detect the presence of the fluid in the relative secondary line 3. In this case, the capacity control solenoid valve is activated by this flow sensor only in the presence of an effective flow of fluid. , so as to make the relevant slave operational. The capacity control means are activated only in the presence of mains voltage.
Preferibilmente il modulo master M intercetta la linea principale 2 di adduzione in corrispondenza dell’uscita di un gruppo contatore 10 dell’impianto di distribuzione e ciascun modulo slave S1, S2, …, Sn intercetta la corrispondente linea secondaria 3 subito a monte della relativa utenza U1, U2, …, Un oppure à ̈ installato direttamente nell’utenza. Preferably, the master module M intercepts the main supply line 2 at the outlet of a meter group 10 of the distribution system and each slave module S1, S2, â € ¦, Sn intercepts the corresponding secondary line 3 immediately upstream of the relative user U1, U2, â € ¦, Un or it is installed directly in the user.
Modulo master e ciascun modulo slave sono provvisti di mezzi di collegamento a una rete elettrica di alimentazione 11. Master module and each slave module are provided with means of connection to an electrical supply network 11.
In aggiunta il modulo master e ciascun modulo slave sono provvisti di una batteria tampone – non rappresentata - per alimentare il relativo temporizzatore in assenza di tensione di rete; inoltre il modulo master à ̈ provvisto di una memoria per la memorizzazione dei parametri operativi dell’apparato stesso. In addition, the master module and each slave module are equipped with a buffer battery - not shown - to power the relative timer in the absence of mains voltage; moreover, the master module is equipped with a memory for storing the operating parameters of the device itself.
L'apparato sopra descritto può essere utilizzato per effettuare il metodo per rilevare perdite in un impianto di distribuzione di un fluido secondo l’invenzione. The apparatus described above can be used to carry out the method for detecting leaks in a fluid distribution system according to the invention.
In effetti tale metodo prevede le fasi di: In fact, this method involves the steps of:
- predisporre sulla linea principale 2 di adduzione il modulo master M del tipo sopra descritto; - arrange the master module M of the type described above on the main supply line 2;
- predisporre su ciascuna linea secondaria 3 o in ciascuna utenza U1, U2, …, Un un relativo modulo slave S1, S2, …, Sn del tipo sopra descritto; - prepare on each secondary line 3 or in each user U1, U2, â € ¦, Un a relative slave module S1, S2, â € ¦, Sn of the type described above;
- sincronizzare i temporizzatori di ciascun modulo slave 4’ con il temporizzatore del modulo master 4; - synchronize the timers of each slave module 4â € ™ with the timer of the master module 4;
- misurare la portata complessiva del fluido PTt1nella linea principale 2 di adduzione in corrispondenza di un primo tempo t1 stabilito dal temporizzatore del modulo master M; - measuring the overall flow rate of the fluid PTt1 in the main supply line 2 at a first time t1 established by the timer of the master module M;
- in corrispondenza di un secondo tempo t2, stabilito dai temporizzatori del modulo master e di ciascun modulo slave successivamente al primo tempo t1, attivare contemporaneamente i mezzi di parzializzazione della portata del fluido di ciascun modulo slave per ridurre temporaneamente la portata istantanea alimentata a ciascuna utenza U1, U2, …, Un secondo il valore percentuale X prestabilito; - at a second time t2, established by the timers of the master module and of each slave module after the first time t1, simultaneously activate the means of partialization of the flow rate of the fluid of each slave module to temporarily reduce the instantaneous flow rate supplied to each user U1, U2, â € ¦, One second the predetermined percentage value X;
- misurare la portata complessiva di fluido PTt2nella linea principale 2 di adduzione al secondo tempo t2; - measuring the total flow rate of fluid PTt2 in the main supply line 2 at the second time t2;
- rilevare un’eventuale perdita di fluido elaborando i valori PTt1, PTt2di portata complessiva di fluido misurati precedentemente e pesando la portata complessiva di fluido PTt1al primo tempo t1 con il valore percentuale X prestabilito; - detect any loss of fluid by processing the values PTt1, PTt2 of total flow rate of fluid previously measured and weighing the overall flow rate of fluid PTt1 at the first time t1 with the predetermined percentage value X;
- ripetere il ciclo di misura fino a quando viene rilevata una perdita; - repeat the measurement cycle until a leak is detected;
- condizionatamente alla rilevazione di una perdita, generare un segnale di allarme e/o interrompere il flusso di fluido in una o più linee secondarie 3 e/o nella linea principale 2 di adduzione. - subject to the detection of a leak, generate an alarm signal and / or interrupt the flow of fluid in one or more secondary lines 3 and / or in the main supply line 2.
La portata la portata alimentata a ciascuna utenza viene decrementata del valore percentuale X e poi riportata al suo valore iniziale dopo un determinato intervallo di tempo, di preferenza durata nell’ordine di 1 - 5 minuti. In ogni caso la portata viene mantenuta al valore decrementato per un intervallo di tempo sufficiente a consentire l’assestamento delle portate nelle linee secondarie. Successivamente i mezzi di parzializzazione tornano al loro stato precedente, corrispondente alla portata massima della relativa linea secondaria; in altre parole la portata di fluido nelle relative linee secondarie torna al valore massimo, precedente al tempo t2. The flow rate supplied to each user is decreased by the percentage value X and then returned to its initial value after a certain time interval, preferably lasting in the order of 1 - 5 minutes. In any case, the flow rate is maintained at the decreased value for an interval of time sufficient to allow the flow rates in the secondary lines to settle. Subsequently, the capacity control means return to their previous state, corresponding to the maximum flow rate of the relative secondary line; in other words, the flow rate of fluid in the relative secondary lines returns to the maximum value, prior to the time t2.
In specifico la fase di rilevare un’eventuale perdita di fluido comprende a sua volta le ulteriori fasi: Specifically, the phase of detecting a possible loss of fluid includes in turn the further phases:
- calcolare la differenza ALFA, definita differenza di portata reale, tra la portata complessiva di fluido PTt1misurata al primo tempo t1 e la portata complessiva di fluido PTt2misurata al secondo tempo t2, secondo la formula - calculate the difference ALFA, defined as real flow rate difference, between the total flow rate of fluid PTt1 measured at the first time t1 and the total flow rate of fluid PTt2 measured at the second time t2, according to the formula
ALFA = PTt1-PTt2; ALPHA = PTt1-PTt2;
- calcolare la differenza BETA, definita differenza di portata teorica, secondo la formula - calculate the BETA difference, defined as the theoretical flow difference, according to the formula
BETA = (PTt1/ 100) * X BETA = (PTt1 / 100) * X
- rilevare la presenza di una perdita di fluido nell’impianto quando la differenza di portata reale ALFA à ̈ minore della differenza di portata teorica BETA, ovvero quando - detect the presence of a fluid leak in the system when the real flow difference ALFA is less than the theoretical flow difference BETA, or when
ALFA < BETA. ALPHA <BETA.
Dato che la differenza tra la portata complessiva di fluido PTt1misurata al primo tempo t1 e la portata complessiva di fluido PTt2misurata al secondo tempo t2 Ã ̈ determinata dal fatto che al secondo tempo t2 contemporaneamente tutti i moduli slave decrementano del valore percentuale X prestabilito la portata di fluido nella relativa linea secondaria, in assenza di perdite deve verificarsi la condizione Given that the difference between the total flow rate of fluid PTt1 measured at the first time t1 and the total flow rate of fluid PTt2 measured at the second time t2 is determined by the fact that at the second time t2 all the slave modules simultaneously decrease the pre-established percentage value X fluid in the relative secondary line, in the absence of leaks the condition must occur
ALFA = BETA ALPHA = BETA
in quanto tale differenza di portata reale coincide con la differenza di portata teorica ottenuta pesando il valore di portata complessiva di fluido PTt1misurata al primo tempo t1 pesata con il valore percentuale X prestabilito secondo la formula (PTt1/100)*X. Se si verifica la condizione ALFA = BETA, significa che tutta la portata complessiva di fluido à ̈ arrivata ai moduli slave, ed à ̈ quindi stata decrementata, e che quindi non vi à ̈ stata alcuna perdita nell’impianto. as this difference in real flow rate coincides with the difference in theoretical flow rate obtained by weighing the total flow rate value of the fluid PTt1 measured at the first time t1 weighed with the percentage value X preset according to the formula (PTt1 / 100) * X. If the condition ALPHA = BETA occurs, it means that all the overall flow rate of fluid has reached the slave modules, and has therefore been decreased, and that therefore there has been no leak in the system.
Viceversa se parte della portata di fluido non viene decrementata del valore percentuale X prestabilito, si verifica la condizione ALFA < BETA, indicativa del fatto che non tutta la portata complessiva di fluido à ̈ arrivata ai moduli slave e quindi parte di essa non à ̈ stata decrementata. Conversely, if part of the fluid flow rate is not decreased by the predetermined percentage value X, the ALFA <BETA condition occurs, indicating that not all the overall flow rate of fluid has reached the slave modules and therefore part of it has not been decreased.
Il metodo prevede l’ulteriore fase di interrompere il flusso del fluido nella linea principale 2 di adduzione e/o attivare mezzi di segnalazione delle perdite di fluido nell’impianto, se presenti. The method involves the further step of interrupting the flow of the fluid in the main supply line 2 and / or activating means for signaling fluid leaks in the system, if present.
Inoltre il metodo può comprendente l’ulteriore fase di calcolare la differenza PP, definita portata di perdita, tra la portata complessiva di fluido PTt1misurata al primo tempo t1 e la portata complessiva di fluido PTt1misurata al primo tempo t1 moltiplicata per il rapporto tra il valore della differenza di portata reale ALFA diviso per il valore della differenza portata di fluido teorica BETA, secondo la formula Furthermore, the method can comprise the further step of calculating the difference PP, defined loss flow rate, between the total flow rate of fluid PTt1 measured at the first time t1 and the total flow rate of fluid PTt1 measured at the first time t1 multiplied by the ratio between the value of the real flow rate difference ALFA divided by the value of the theoretical fluid flow difference BETA, according to the formula
PP=PTt1-(PTt1*ALFA/BETA). PP = PTt1- (PTt1 * ALPHA / BETA).
Infine il metodo può comprendere la fase di attivare i mezzi di parzializzazione della portata 8, rendendo operativo il relativo modulo slave, solo in presenza di una effettiva portata di fluido rilevata nella corrispondente linea secondaria. Finally, the method can comprise the step of activating the means of partialization of the flow rate 8, making the relative slave module operative, only in the presence of an effective flow rate of fluid detected in the corresponding secondary line.
L’apparato e il metodo permettono in sostanza di rilevare la presenza di una perdita e di quantificarla sulla base dei soli valori PTt1, PTt2e X senza necessità di alcuna informazione in merito al numero di linee secondarie e di utenze dell’impianto e alle relative portate. The apparatus and the method essentially allow to detect the presence of a leak and to quantify it on the basis of the PTt1, PTt2 and X values only without the need for any information regarding the number of secondary lines and users of the system and relative flow rates.
Per meglio chiarire il funzionamento dell’apparato e il relativo metodo per rilevare e quantificare perdite di fluidi, si fa riferimento alla tabella 1 sotto riportata, dalla quale risulta evidente che la portata di perdita PP calcolata con il metodo della presente invenzione corrisponde alla portata di perdita PP che si ha effettivamente nell’impianto. To better clarify the operation of the apparatus and the relative method for detecting and quantifying fluid leaks, reference is made to table 1 below, from which it is evident that the flow rate PP calculated with the method of the present invention corresponds to the flow rate of PP loss that actually occurs in the system.
Tabella 1 Table 1
PTt1PTt2P1t1P1t2P2t1P2t2P3t1P3t2PP ALFA BETA IMPIANTO SENZA SENZA PERDITE PORTATA DI GAS O O O O O O O O O O O UTILE PP=0 PTt1PTt2P1t1P1t2P2t1P2t2P3t1P3t2PP ALFA BETA SYSTEM WITHOUT LOSS OF GAS FLOW OR O O O O O O O O O USEFUL PP = 0
DPI1=G0AS. CON PERDITE DPI1 = G0AS. WITH LOSSES
P2=0 DI GAS P2 = 0 OF GAS
P3=0 PP=1 1 1 O O O O O O 1 O O,1 IMPIANTO SENZA CON PERDITE PORTATA DI GAS 12 10.8 4 3,6 8 7,2 O O O 1,2 1,2 UTILE PP=0 P3 = 0 PP = 1 1 1 O O O O O O 1 O O, 1 PLANT WITHOUT LOSS GAS FLOW 12 10.8 4 3.6 8 7.2 O O O 1.2 1.2 USEFUL PP = 0
DPI1=G4AS. CON PERDITE DPI1 = G4AS. WITH LOSSES
P2=8 DI GAS P2 = 8 OF GAS
P3=0 PP=1 13 11,8 4 3,6 8 7,2 O O 1 1,2 1,3 P3 = 0 PP = 1 13 11.8 4 3.6 8 7.2 O O 1 1.2 1.3
La tabella 1 fa riferimento a un impianto di distribuzione comprendente tre linee di distribuzione secondarie, con portate di fluido P1, P2 e P3. Il valore percentuale X prestabilito à ̈ pari a 10, ciò significa che al secondo tempo t2 le portate di fluido P1, P2 e P3 nelle tre linee secondarie vengono decrementate del 10% dai mezzi di parzializzazione dei relativi moduli slave. La portata complessiva di fluido PT à ̈ pari alla somma delle portate di fluido P1, P2, e P3 in ciascuna linea secondaria, più un’eventuale portata di perdita PP di fluido, secondo la formula PT=P1+P2+P3+PP. Di conseguenza PP=PT-(P1+P2+P3) Nella prima riga à ̈ riportato l’esempio di un impianto senza portata utile di gas, cioà ̈ con P1=P2=P3=0 e in assenza di perdite. Table 1 refers to a distribution system comprising three secondary distribution lines, with fluid flow rates P1, P2 and P3. The predetermined percentage value X is equal to 10, which means that at the second time t2 the fluid flows P1, P2 and P3 in the three secondary lines are decreased by 10% by the throttling means of the relative slave modules. The total flow rate of fluid PT is equal to the sum of the flow rates of fluid P1, P2, and P3 in each secondary line, plus an eventual flow rate PP of fluid, according to the formula PT = P1 + P2 + P3 + PP . Consequently PP = PT- (P1 + P2 + P3) The first line shows the example of a plant without useful gas flow rate, that is with P1 = P2 = P3 = 0 and in the absence of leaks.
In questo caso PTt1=0, PTt2=0, ALFA=0, BETA=0 e conseguentemente PP=0. In this case PTt1 = 0, PTt2 = 0, ALPHA = 0, BETA = 0 and consequently PP = 0.
Nella seconda riga à ̈ riportato l’esempio di un impianto senza portata utile di gas, cioà ̈ con P1=P2=P3=0, ma in presenza di perdite. Infatti nella condizione in cui PTt1=1, PTt2=1, ma P1t2= P2t2= P3t2=0 The second line shows the example of a plant without useful gas flow rate, that is with P1 = P2 = P3 = 0, but in the presence of leaks. In fact in the condition in which PTt1 = 1, PTt2 = 1, but P1t2 = P2t2 = P3t2 = 0
ALFA= PTt1-PTt2=0 ALPHA = PTt1-PTt2 = 0
BETA= (PTt1/100)*X =(1/100)*10=0,1 BETA = (PTt1 / 100) * X = (1/100) * 10 = 0.1
e quindi si à ̈ nella condizione ALFA<BETA. and therefore we are in the condition ALPHA <BETA.
L’entità della perdita calcolata in base al metodi della presente invenzione à ̈ pari a The amount of the loss calculated according to the methods of the present invention is equal to
PP=PTt1-(PTt1*ALFA/BETA)=1-(1*0/0.1)=1-0=1 Effettivamente , calcolando il valore della portata di perdita secondo la formula PP=PT-(P1+P2+P3) si ottiene PP=1-(0+0+0)=1 PP = PTt1- (PTt1 * ALFA / BETA) = 1- (1 * 0 / 0.1) = 1-0 = 1 Actually, calculating the value of the leakage rate according to the formula PP = PT- (P1 + P2 + P3) we get PP = 1- (0 + 0 + 0) = 1
In questa condizione tutta la portata complessiva di fluido à ̈ persa. In this condition all the overall flow rate of fluid is lost.
Nella terza riga à ̈ riportato l’esempio di un impianto con portata utile di gas, cioà ̈ con P1=4, P2=8, P3=0 e in assenza di perdite. The third line shows the example of a plant with useful gas flow rate, that is with P1 = 4, P2 = 8, P3 = 0 and in the absence of leaks.
In questo caso le portate complessive ai tempi t1 e t2 rilevate mezzi di misurazione di portata 6 del fluido del modulo master M sono pari a PTt1=12, PTt2=10.8 e conseguentemente In this case the total flow rates at times t1 and t2 detected by means of measuring flow rate 6 of the fluid of the master module M are equal to PTt1 = 12, PTt2 = 10.8 and consequently
ALFA=PTt1-PTt2=12-10.8=1.2 ALPHA = PTt1-PTt2 = 12-10.8 = 1.2
BETA= (PTt1/100)*X =(12/100)*10=1.2 BETA = (PTt1 / 100) * X = (12/100) * 10 = 1.2
Essendo ALFA=BETA significa che non ci sono perdite e quindi PP=0 Being ALPHA = BETA it means that there are no losses and therefore PP = 0
e infatti PP=PT-(P1+P2+P3)=12-(4+8+0)=12-12=0 quindi tutta la portata di fluido arriva alle utenze. Nella quarta riga à ̈ riportato l’esempio di un impianto con portata utile di gas, cioà ̈ con P1=4, P2=8, P3=0, ma in presenza di perdite. Infatti nella condizione in cui PTt1=13, PTt2=11.8, P1t2=36, P2t2= 7.2 e P3t2=0 and in fact PP = PT- (P1 + P2 + P3) = 12- (4 + 8 + 0) = 12-12 = 0 therefore all the fluid flow reaches the users. The fourth line shows the example of a plant with a useful gas flow rate, that is, with P1 = 4, P2 = 8, P3 = 0, but in the presence of leaks. In fact in the condition in which PTt1 = 13, PTt2 = 11.8, P1t2 = 36, P2t2 = 7.2 and P3t2 = 0
ALFA= PTt1- PTt2=1.2 ALPHA = PTt1- PTt2 = 1.2
BETA= (PTt1/ 100) * X =(13/100)*10=1.3 BETA = (PTt1 / 100) * X = (13/100) * 10 = 1.3
e quindi si à ̈ nella condizione ALFA<BETA. and therefore we are in the condition ALPHA <BETA.
L’entità della perdita à ̈ The extent of the loss is
PP= PTt1-(PTt1*ALFA/BETA)=13-(13*12/1.3)=13-12=1 PP = PTt1- (PTt1 * ALPHA / BETA) = 13- (13 * 12 / 1.3) = 13-12 = 1
A conferma di ciò PP=PT-(P1+P2+P3)=13-(4+8+0)=13-12=1 In questa condizione parte della portata complessiva di fluido à ̈ persa. To confirm this PP = PT- (P1 + P2 + P3) = 13- (4 + 8 + 0) = 13-12 = 1 In this condition part of the overall flow rate is lost.
Lo schema in figura 4 e la tabella 2 sotto riportata fanno riferimento a un impianto provvisto di due linee secondarie. The diagram in figure 4 and table 2 below refer to a system equipped with two secondary lines.
Tabella 2 Table 2
PTt1P1t1P2t1PTt2P1t2P2t2ALFA BETA PP 30=19+11+0 19 11 27= 17,1 9,9 3= 10%di30=3 0 PTt1P1t1P2t1PTt2P1t2P2t2 ALPHA BETA PP 30 = 19 + 11 + 0 19 11 27 = 17.1 9.9 3 = 10% of30 = 3 0
17,1+9,9+0 30-27 17.1 + 9.9 + 0 30-27
30=0+0+30 0 0 30= 0 0 0= 10%di30=3 30 30 = 0 + 0 + 30 0 0 30 = 0 0 0 = 10% of 30 = 3 30
0+0+30 30-30 0 + 0 + 30 30-30
30=15+5+10 15 5 28= 13,5 4,5 2= 10%di30=3 10 30 = 15 + 5 + 10 15 5 28 = 13.5 4.5 2 = 10% of 30 = 3 10
13,5+4,5+10 30-28 13.5 + 4.5 + 10 30-28
Nella tabella 2 sono riportati tre esempi di funzionamento dell’impianto di distribuzione, il primo con portata di perdita pari a zero PP=0, il secondo con portata di perdita pari alla portata complessiva e il terzo con portata di perdita corrispondente a parte della portata complessiva. Nella tabella sono riportati i valori di ALFA, BETA e PP calcolati sulla base delle formule sopra riportate ed à ̈ mostrato che effettivamente la portata complessiva PT risulta pari alla somma delle portate di ciascuna linea secondaria e della portata di perdita calcolata secondo il presente metodo. Table 2 shows three examples of distribution plant operation, the first with a loss rate equal to zero PP = 0, the second with a loss rate equal to the total flow rate and the third with a loss rate corresponding to part of the overall scope. The table shows the values of ALPHA, BETA and PP calculated on the basis of the above formulas and it is shown that the overall flow rate PT is actually equal to the sum of the flow rates of each secondary line and the leakage flow calculated according to this method.
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