Nel panorama degli impianti di climatizzazione, il trattamento dell’acqua rappresenta una delle azioni più efficaci per mantenere inalterate le prestazioni nel tempo. Presenza di aria e impurità portano a corrosione, incrostazioni e cariche microbiologiche, fenomeni diffusi che, se non gestiti correttamente, compromettono efficienza e affidabilità.
La UNI 8065 fornisce le indicazioni normative per il trattamento dell’acqua in impianti termici. Essa identifica i dispositivi da installare e la loro funzione:
- Filtro meccanico a monte dell’impianto;
- Dosatori e condizionanti chimici;
- Disaeratori sulla tubazione più calda;
- Filtri e/o defangatori sul ritorno;
- Valvole di sfogo aria nei punti alti.
Il rispetto della normativa assicura non solo conformità ma anche una più lunga durata dell’impianto.
Aria: nemico silenzioso del circuito idronico
La presenza di aria all’interno degli impianti idronici comporta problematiche non sempre note. Dalla corrosione dei componenti metallici al blocco delle pompe, dalla cavitazione alle portate insufficienti fino alla rumorosità degli elementi terminali. Anche le impurità contribuiscono alla diminuzione di efficienza del sistema.
Nel tempo, queste condizioni possono causare la formazione di sedimenti, ossidazioni e depositi incrostanti che ostacolano il corretto funzionamento delle apparecchiature.
La presenza di aria si manifesta sotto due forme principali: macrobolle e microbolle. Le prime tendono a risalire nei punti alti dell’impianto, causando interruzioni di flusso. Le seconde, più insidiose, rimangono sospese nel fluido e sono responsabili di fenomeni localizzati di corrosione oltre che alla cavitazione.
Questi effetti, se non contrastati, possono evolvere in danni strutturali, aumento delle perdite di carico e necessità di interventi manutentivi frequenti.
L’interazione tra aria e impurità innesca processi di corrosione ed erosione che riducono la vita dell’impianto. Studi recenti, come quello pubblicato da Hafiz (2023), indicano un peggioramento significativo delle prestazioni: fino al 20% di efficienza in meno in cinque anni e un aumento dei costi di manutenzione fino al 30%.
I detriti derivanti da questi fenomeni, se non rimossi, tendono a depositarsi e creare ulteriori ostacoli al corretto flusso, amplificandone i danni.
Incrostazioni: conseguenze di natura chimica e fisica
Le incrostazioni si formano a causa della precipitazione di sali (es. carbonato di calcio), della presenza di residui metallici e di sostanze organiche.
Le impurità e lo sporco possono derivare anche dalle fasi di costruzione dell’impianto. Le condizioni ideali per la formazione delle incrostazioni includono: temperature elevate, materiali dell’impianto e mancanza di dispositivi di trattamento adeguati.
Gli impianti che operano a bassa temperatura, come quelli con pannelli radianti o con generatori a pompe di calore, sono maggiormente esposti alla proliferazione batterica. Le condizioni termiche comprese tra i 35°C e i 40°C risultano ideali per la crescita di batteri aerobi e funghi.
Queste formazioni biologiche aderiscono alle superfici interne, interferendo sia con lo scambio termico sia con i prodotti chimici eventualmente presenti. Alcuni microrganismi, infatti, neutralizzano l’effetto degli inibitori, rendendo inefficace la protezione anticorrosiva.
Pompe di calore: l’impatto diretto su efficienza e COP
Il C.O.P. (Coefficient Of Performance) delle pompe di calore è fortemente influenzato dalla qualità del fluido termovettore. La presenza di impurità o aria altera il salto termico e la portata, modificando negativamente il rendimento. L’inefficienza non è soltanto un dato tecnico, ma si traduce in costi maggiori e ciclo di vita ridotto dei componenti. Per approfondire l’argomento leggi Idraulica 64 e Idraulica 65.
Secondo dati riportati da letteratura tecnica e studi sul campo, un impianto soggetto a erosione e corrosione può registrare cali prestazionali significativi. Le cause sono note: aria e impurità che portano a usura dei componenti, riduzione della superficie di scambio, aumento delle perdite di carico e necessità di frequente pulizia o sostituzione dei dispositivi.
Tali fenomeni possono comportare una diminuzione dell'efficienza dell'impianto del 15-20% già nei primi cinque anni di esercizio, con un conseguente aumento dei costi di manutenzione stimato tra il 25% e il 30% rispetto a sistemi esenti da erosione-corrosione. Inoltre, si osserva una riduzione media della vita utile dei componenti principali, come tubi, valvole e fan coil, fino al 40%.
Prevenire questi fenomeni attraverso un’adeguata progettazione e trattamento dell’acqua rappresenta la soluzione più efficace.
Valvole di sfogo aria e disaeratore: tecnologia al servizio della manutenzione
Le valvole automatiche di sfogo aria operano grazie a un galleggiante interno che regola l’apertura dell’otturatore. Sono progettate per evacuare l’aria accumulata nei punti critici dell’impianto, come colonne montanti e collettori. L’installazione verticale è essenziale per garantirne il corretto funzionamento.
Il disaeratore sfrutta principi fisici di rallentamento del flusso o moto vorticoso per separare le microbolle. Nei modelli ciclonici, il movimento indotto spinge le bolle verso la parte alta del dispositivo, dove vengono espulse. È un componente fondamentale per impianti ad alta efficienza.
Separazione delle impurità: gravità, rete interna e magneti
I filtri e i defangatori separano le impurità solide attraverso due differenti meccanismi. I primi, attraverso la loro maglia, intrappolano le impurità di dimensioni maggiori alla luce di passaggio degli stessi. I defangatori, invece, sfruttano il rallentamento del fluido, l’interazione con una rete interna e la decantazione per far cadere le impurità. Spesso in questi dispositivi viene inserito un magnete che trattiene le particelle ferrose.
Esistono, infine, dispositivi che combinano le due azioni di filtro e defangatore, e che ad oggi rappresentano la soluzione più completa anche in ambienti con spazi ridotti.
Negli impianti di raffrescamento e nei sistemi reversibili con pompa di calore, la soluzione ottimale è rappresentata da dispositivi multifunzione. Questi permettono la separazione sia dell’aria che delle impurità, ottimizzano lo spazio disponibile e semplificano l’installazione.
Domande frequenti
Oltre a disaeratori e defangatori, è consigliato usare anche inibitori chimici?
Sì, specialmente in impianti con componenti metallici o in presenza di ossigeno disciolto, l’uso di inibitori è imposto dal decreto dei requisiti minimi del 26/06/2015 e raccomandato dalla norma UNI 8065 per prevenire la corrosione.
Come intervenire in presenza di microfilm biologico?
Serve una pulizia professionale con biocidi appropriati, seguita da un trattamento protettivo. È fondamentale agire tempestivamente per evitare danni agli scambiatori.
Dove installare le valvole di sfogo aria?
Nei punti più alti dell’impianto e nei collettori. Devono essere montate verticalmente per garantire la funzionalità.
Il disaeratore causa perdite di carico significative?
No, come anche il defangatore, il disaeratore è progettato per minimizzare le perdite di carico. Il passaggio interno non si restringe anche in presenza di impurità.
Con una pompa di calore e volano in acciaio, è sufficiente il solo defangatore?
È preferibile inserire anche un filtro a valle del defangatore per proteggere la PDC già dai primissimi cicli di lavoro oppure un dispositivo combinato filtro defangatore.
È corretto installare un defangatore a valle di un filtro già presente?
No, il defangatore va messo a monte del filtro, il filtro raffina l’azione del defangatore.
In un impianto ibrido, serve un solo dispositivo combinato (disaeratore-defangatore)?
Dipende dallo spazio e dal progetto, ma i dispositivi combinati offrono ottime prestazioni quando lo spazio è limitato.
Approfondimenti
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