Pompa in serie a filtro x potenziare la mandata. Si può?

[l.ognissanti]

Cosa succede se in serie ad un filtro esterno un po' pigro metto una pompa addizionale per rivitalizzare la portata in vasca?

Le mie cognizioni di fisica idraulica sono ormai troppo lontane per azzardare una risposta. Mi viene da dire che se P1 e P2 sono le due portate delle 2 pompe (quella del filtro e quella aggiuntiva), la portata complessiva dovrebbe essere P1+P2. D'altra parte ho davanti agli occhi l'imagine di una girante che affanna e minaccia di piantarsi trascinata com'è impietosamente dalla sua collega più potente.
L'affanno sparisce se le pompe vengono messe in parallelo anzichè in serie, ma in questo caso una parte del flusso non viene pulito nel filtro che dopo un pò inizia a lamentarsi chiedendo la pulizia periodica delle masse (il filtro infatti registra un flusso basso, pensa sia dovuto allo sporco anzichè ai carichi disumani applicati al filtro e va in allarme..
Che ne dite? C'è qualche bravo fisico che vuole cimentarsi?
Su un post separato pongo un altro simpatico problema fisico A domani
Grazie e buona notte
Luciano

[scalar]

ciao!
la risposta pare banale ma non lo è.in linea di principio due pompe in serie (in caso ideale) raddoppiano la prevalenza a portata costante, mentre due pompe in parallelo raddoppiano la portata a prevalenza costante.
c'è un però.
ciò dipende dalle perdite di carico del circuito.in alcuni casi, con circuiti con grosse perdite di carico(curve,variazioni di diametro, scabrezza dei tubi,...),la portata aumenta con l'accoppiamento in serie (in contraddizione a quanto è stato sopra detto).quindi la cosa è da stabilire caso per caso(nel tuo in particolare penso che cmq due pompe in serie non possano aumentare la portata).
inoltre, tutto questo vale per DUE POMPE UGUALI.

se sono diverse: se metti prima p1 e poi p2, strozzi la portata entrante a p2, facendola lavorare alla portata di uscita di p1(quindi è inutile la p2).se invece metti prima p2 e poi p1, crei un sovraccarico alla pompa p2 perche la p1 non riesce a smaltire la portata che gli arriva.(quindi lavori sempre a portata p1 e la p2 è sempre inutile)


se vuoi piu movimento in vasca(sempre nel limite lecito), allora ti conviene mettere una pompetta ausiliaria in vasca solo per fare corrente.
se vuoi aumentare la portata del filtro, o cambi pompa , o cambi filtro.

ciao!

[l.ognissanti]

Ciao Scalar, intanto grazie per la risposta, finalmente tecnica e secca come poche se ne trovano nei forum di acquariofilia! Vedo inoltre che non sei niente affatto arrugginito in idraulica al contrario di me.
Per fare un passo avanti bisogna che spieghi da dove nasce la domanda:
Sto installando due acquari da 300 litri lordi (dotati di filtri Eheim 2078e con portata a vuoto di 1850 l/h, portata sotto carico standard (quello classico consigliato da Eheim) di 1000 l/h e prevalenza di 2,6 m) con una serie di limitazioni che hanno resi critici i circuiti dei due acquari:
1) Prima limitazione: Gli acquari hanno ingressi e uscite dal fondo (come negli acquari marini) per non far sembrare le vasche due "pazienti terminali intubati" (visto che gli acquari sono visibili da 3 lati e appoggiati al muro su un lato corto). Questo comporta che riscaldatori e reattori di CO2 sono esterni e collegati in serie con il filtro, volutamente sovradimensionato per tenere in conto delle perdite aggiuntive (sovradimensionamento ad occhio e non calcolato).
Conseguenza:Se collego il filtro direttamente alla vasca ho una portata di 1000 l/h (stando all'indicatore approssimativo del filtro), se introduco riscaldatore e reattore di CO2 scendo a 250 l/m. Non male come perdita di carico per un riscaldatore (Hidor 300 da 1/2") e un reattore (Dupla Reacror R da 5.000 litri/h) anche se il reattore ha ingressi e uscite per tubi da 11 anziche da 16/22 il chè comporta max 50 cm di restrizione rispetto al resto che è da 1/2"!
2) Seconda limitazione: Nel secondo acquario oltre a quanto visto nel punto precedente ho dovuto posizionare il mobile porta attrezzature a circa 2,3 metri dall'acquario (cui si sommano ai circa 60 cm di risalita in acquario) In questo caso senza riscaldatore e reattore di CO2 leggo una portata di 350 l/h mentre con riscaldatore e reattore leggo 250 l/m
3) Terza limitazione: A complicare le cose ulteriormente i due sistemi montano un "nodo" a 6 vie per ora azionati manualmente con rubinetti (da sostituire in futuro con elettrovalvole) con i quali intendo (manipolando opportunamente i rubinetti effettuare in automatico: a) lo scarico periodico dei cambi d'acqua b) il ricarico periodico della nuova acqua RO addizionata di sali (con pompe dosimetriche) da una vasca montata nel mobile. C) Il rabbocco di RO da evaporazione utilizzando un produttore di RO Dennerle 190 Professional montato nel mobile
Immagino che il nodo possa contribuire ad aumentare le perdite anche grazie a turbolenze nel nodo

Bene questa è la situazione. Inizierei a risolvere il problema più semplice che è quello del caso 1. So che potrei mettere un riscaldatore in vasca ma questa primavera ho comunque intenzione di sostituirlo con un condizionatore ad effetto Peltier e questo non posso metterlo di certo in vasca! La casa produttrice consiglia comunque una pompa separata per la refrigerazione (e il riscaldamento) ma non vorrei intubare lìacquario. Anche dal punto di vista tecnico mi intriga di più risovere il problema con la fisica, magari aggiungendo una pompa al nodo di cui al punto 3

Spero di essere stato chiaro e di non averti confuso semplicente le idee!
Comunque questo spiega l'idea di aiutare la pompa del filtro che è in difficoltà con una seconda pompa in serie. Dubito si possa pensare di utilizzare una seconda pompa dalle stesse caratteristiche.

Allora, cosa ne pensi?

Quando abbiamo risolto questo problema passiamo al secondo. A proposito ne ho pronto anche un altro sulle elettrovalvole come annunciavo ieri. Ma a questo punto lo rimandiamo!

Buona serata, anzi buona notte e grazie ancora
Luciano

[scalar]

ciao!

considera che le perdite di carico maggiori si hanno appunto per restrigimento o allargamento (specialmente nel tuo caso improvviso) delle tubazioni.
una cosa semplice che intanto si puo provare è mettere il riscaldatore in entrata e non in uscita.diciamo che la perdita di carico è limitata da una cmq presente energia potenziale tra vasca e filtro(insomma è una prova che si potrebbe fare).
l'utilizzo di una pompa in serie allora si potrebbe fare,però dovrai vedere bene le sue caratterristiche a seconda del punto in cui la vuoi mettere.ad esempio, se la vuoi mettere subito prima lo snodo a 6 vie, dovresti vedere la portata in quel punto, scollegando i tubi a valle e leggere il valore sul filtro.cosi, nota la portata, puoi comprare una pompa che lavori a portate leggermente superiori, o quantomeno ben parzializzabile.

il sistema dei tuoi tubi è parecchio complicato, però la soluzione si puo trovare. spiegato cosi in effetti l'unica soluzione è mttere ste benedette pompe in serie, che ti porteranno ad aumntare la portata.
fai qualche prova a vedere come va l'andamento delle portate nei vari tratti del tubo sclollegando(ove possibile )i tubi a valle del punto di prova e vedi dove sia piu conveniente mettere la pompa.Questa via puramente sperimentale per me è la unica possibile in quanto con le formule è abbastanza semplice risolvere un circuito di idraulica, ma i dati relativi a scabrezze e restringimenti vari sinceramente non saprei dove recuperarli.

spero ti possa aver chiario qualche dubbio e dato ideee utili.

ciao! e fammi sapere.

[l.ognissanti]

Ciao scalar, scusa se non ti ho risposto prima ma sono stato fuori un paio di giorni. Questa mattina ho ripreso le prove, con i seguenti risultati:
A) Acquario con mobile vicino:
A.1 Tolto il riscaldatore, il reattore di CO2 e il nodo: portata 1000l/h
A.2 Inserito il nodo: portata 1000 l/h
A.3 Inserito il riscaldatore con: 600 l/h
A.4 Inserito il reattore: 250 l/h
A5 Ripristinato il circuito A.3 con raccordi ottimizzati: 350 l/h

B) Acquario con mobile distante
B.1 Inseriti i filtri di entrambi gli acquari in serie (senza riscaldatore nè reattore): 500+600 l/h
B.2 Inseriti i filtri in parallelo: ciascuno 350 l/h ma meno di 250 l/h in vasca. Ricalcolo continuo da parte dei filtri a causa di condizioni di flusso non costanti
B.3 Un solo filtro: portata 350 l/h
B.4 Un filtro con riscaldatore e reattore 250 l/h

La cosa più sconfortante è che i risultati non mi sembrano molto ripetitivi. La prova A.3 ripetuta questa sera mi da 450 l/h anzichè 600! per fare un esempio.
Inoltre oggi ho parlato con i tecnici della Peltec (la ditta da cui vorrei comprare i climatizzatori) e loro sconsigliano caldamente di mettere due pompe in serie (pena la rottura di una delle pompe nel tempo). In realtà le mie pompe del filtro sono controllate elettronicamente ma dovrebbero poter lavorare in un range tale da non raggiungere mai le prestazioni massime cosa che non è.
La cosa è abbastanza deprimente. Alla fine ho tolto riscaldatore e reattore pensando di mettere il tutto all'interno dell'acquario. E fin qui è una sconfitta ma accettabile. Meno accettabile è pensare di dover mettere il Peltier collegato con una pompa e cavi esterni che non so dove far passare.

Avevo pensato anche di mettere una specie di SUMP nel circuito in modo da rendere indipendente il lavoro delle due pompe in serie ma temo che questa dovrebbe comunicare con l'acquario secondo il principio dei vasi comunicanti per assorbire differenze di portata tra pompa entrante e pompa uscente (e naturalmente salire a 1,40 m viene male anche se magari basterebbe salire solo con un cilindro di 5 cm2) Sostituire i filtri esterni con la Sump non credo vada bene perchè mia moglie non sopporta il gorgoglio dell'acqua e comunque dovrei modificare la mandata e il ritorno per farla diventare una vera SUMP. Tra l'altro con la SUMP avrei una perdita di CO2 non indifferente

Come la vedi?
Ciao
Luciano

[scalar]

ciao!
penso che i differenti valori della portata dati in differenti prove siano da attribuire al non perfetto funzionamento dello strumento di rilevazione della portata.è pur vero che cmq su una vasca da 300l 350 l/h sono un po pochini(A.5).(per avere lacertezza della portata vedi in quanto tempo si rimpie una bottiglia da 1,5 litri(a 600 l/h ci dovrebbe mettere 9 secondi)e poi fai il calcolo della portata oraria.

cmq a questo punto credo che ti convenga mettere la co2 direttamente in vasca e vedere se i 600l/h con il solo riscladatore sono veri.

per la sump oltre al gorgoglio(potresti eliminarlo col sistema DURSO, ho letto qualcosa a riguardo sul forum e su internet, e dicono sia magnifico), avresti problemi come hai detto tu di co2 e di ossigenazione, con conseguenze sul ph.poi dovresti bucare il vetro, e se la vasca è in funzione sarebbe un bel problemino....infatti non ti conviene mettere una pompa di uscita ma solo una di mandata, come nelle sump classiche, altrimenti devi mettere un 'interruttore di livello che intervenga in caso di mal funzionamento di una pompa.

ciao!

[l.ognissanti]

Ciao scalar,
Scusa il lungo silenzio ma non sapevo proprio cosa fare.
L'ultima idea che mi è venuta è quella di togliere il filtro supersofisticato della Eheim e sostituirlo con un recipiente che contenga i soli materiali filtranti da collegare ad una pompa tanto potente da mandarmi in vasca il flusso sufficiente non ostante le perdite di carico esistenti. In questo modo evito intanto il problema delle due pompe in serie. resta da vedere se è vero che aumentando la potenza della pompa riesco a imporre la portata che voglio. Questo punto non mi è chiaro. Infatti da una parte mi viene da dire che usando una pompa piùgrande devo aumentare per forza anche la portata in vasca, dall'altra mi vien da pensare che forzare un elefante dentro un tubo da mezzo pollice è impossibile anche se spingo con un carro armato. Credo che ciò dipenda dal fatto che le perdite di carico non sono lineari ed aumentano con l'aumentare dlla potenza in ingresso. Oltre un certo valore di potenza se le perdite tendono ad infinito, rischio, con l'eccesso di potenza disponibile di far saltare il tubo.
A proposito per aumentare la portata in vasca, a dispetto delle perdite, bisogna sceglere una pompa con maggior prevalenza, maggior numero di litri/ora o più watt? Passando alla pratica:
Dispongo di una pompa Eheim 3000 compact plus ed una 5000 compact plus. Entrambe hanno prevalenza di 3 metri la prima ha un portata max di 3000 l/h (e potenza 66W) la seconda invece di 5000 l/h (e potenza 78 W). Se quella di 3000 non mi da i risultati sperati devo passare alla 5000 o dovrei avere una 3000 con maggiore prevalenza?
Sembra di essere tornati a scuola non è vero??!!
Ciao, buona serata, e .. fammi sapere, sono curioso.
Luciano

[l.ognissanti]

Ciao scalar, Se ci sei batti un colpo!
Ciao Luciano

[scalar]

arieccomi.le perdite di carico non vanno rapoportate alla potenza della pompa, ma con la velocità del fluido nei condotti.infatti le perdite non sono lineari alla velocità , ma vanno col suo quadrato(per essere precisi col quadrato della portata).
nel dimensionameto dell'impianto di solito si procede uguagliando le perdite di carico (distribuite e concentrate) alla prevalenza(necessaria), e di conseguenza si ricava la portata(con l'ausilio di programmi al computer visto che si devono sviluppare metodi iterativi).nel tuo caso pero avendo gia le pompe provale entrambe.i tubi non li fai saltare, tranquillo, al limite la pompa a portata maggiore genera una piu alta velocità (a parità di sezione di tubi ) del fluido che aumenta le perdite di carico.ora bisogna vedere se la pompa da 5000 l/h genera piu perdite di carico di quella da 3000 l/h e di conseguenza diminuisce la portata cosi tanto da far risultare migliore la pompa da 3000l/h. questo te lo puo dire solo la pratica.

ciao!

[l.ognissanti]

Grazie per la risposta scalar,
Ogni volta che ti sento (anzi leggo le tue risposte) mi vengono in mente nozioni universitarie dimenticate da tempo.
Ecco perchè bisogna aumentare la sezione dei tubi: per ridurre la velocità e quindi le perdite dicarico. Ed ecco perchè una volta fissata la sezione si ha un limite invalicabile oltre il quale non si riesce ad aumentare la portata più di tanto nemmeno mettendo una pompa enorme in ingresso, dal momento che la maggiore portata in un tubo stretto si traduce essenzialmente in maggior velocità e in definitiva in molto maggiori perdite fino a vanificare completamente l'incremento applicato.
Passando alla pratica, ho fatto le prove con la pompa da 5000 e da 3000 (l/h) e in effetti la portata aumenta in modo significativo. Gli inconvenienti sono 2:
1) La pompa da 5000 litri fa un rumore non compatibile con il salotto che ospita l'acquario. In realtà anche la 3000 litri Eheim è rumorosa mentre è silenziosissima la Hydor da 2800 l/h. (Forse dovrei provare a trovare una 5000 Hydor)
2) Con la pompa aggiuntiva in serie al filtro (sto usando l'Hydor 2800 per il momento visto che non fa rumore) mi ritrovo periodicamente bolle d'aria in vasca. Per 5-10 minuti è tutto silenzioso poi si sente uno strano rumore dal filtro subito seguito dall'ingresso in acqua di una nuvola di bolle d'aria. Non che cambi in pratica, ma per amor di conoscenza perchè succede?
Sono dunque (quasi) ad un punto morto. Ora proverò a cercare una pompa da 5000 l/h che sia molto silenziosa oppure a sostituire il filtro mettendo un filtro passivo senza pompa così da evitare le due pompe in serie (peccato però: il filtro elettronico della Eheim è uno sballo!)
Ciao, e grazie ancora
Luciano

[scalar]

ciao Luciano.
come avrai intuito il rumore che senti è dovuto alle bolle d'aria che passano per la girante (diciamo che è andata in cavitazione, anche se non è proprio così) e poi si riversano in vasca.probabilmente la seconda pompa pesca piu acqua di quella che la prima gli invia. prova a diminuire la portata della seconda pompa, poco a poco.in teoria dovrebbero cessare queste bolle.se ciò non dovesse funzionare,prova ad avvicinare le due pompe, se sono distanti una dall'altra.(io cmq proverei a diminuire la portata della seconda pompa).
ciao!