Il passaggio dalla caldaia tradizionale o a condensazione alle pompe di calore richiede un approccio più accurato nella gestione della qualità dell'acqua, richiedendo più attenzione e precisione. Le impurità e l'aria presenti nel circuito idraulico possono compromettere le prestazioni e l'affidabilità degli impianti, specialmente in sistemi sofisticati che operano a basse temperature come le pompe di calore.
Le impurità possono causare malfunzionamenti delle valvole di regolazione, ridurre lo scambio termico negli scambiatori o blocchi delle pompe. L'aria, invece, può ostacolare la circolazione del fluido, ridurre l'efficienza dello scambio termico e causare fenomeni di cavitazione che danneggiano i componenti. Inoltre, la presenza di aria favorisce la corrosione, un fenomeno chimico che si verifica in presenza di ossigeno.
Il fouling factor e il suo impatto sull'efficienza energetica
Il fouling factor (fattore di sporcamento) è un parametro utilizzato nella progettazione degli scambiatori di calore per tenere conto della riduzione delle prestazioni causata dall'accumulo di depositi sulle superfici di scambio. Questi depositi possono essere costituiti da calcare, fanghi, corrosione, biofilm, residui di processo.
Negli impianti a pompa di calore, gli scambiatori sono particolarmente delicati perché hanno passaggi interni molto ridotti e operano con temperature inferiori rispetto alle caldaie tradizionali.
Il fattore di sporcamento aumenta progressivamente negli anni, ma tendenzialmente si stabilizza dopo un certo periodo. La sua presenza causa una perdita di efficienza che, secondo studi condotti su impianti commerciali, può arrivare fino al 15-20% in cinque anni. Questo si traduce in un incrementato costo energetico per il mantenimento delle stesse prestazioni.
L'evoluzione del trattamento dell'acqua e le normative
La UNI 8065 è una norma di riferimento per il trattamento dell’acqua negli impianti termici, resa centrale anche dal Decreto Requisiti Minimi del 2015 e successivamente aggiornata nel 2019. È utile precisare che il Decreto Requisiti Minimi del 2015 è stato sostituito da un nuovo provvedimento, la cui entrata in vigore è prevista a giugno 2026. Tuttavia, per quanto riguarda il trattamento dell’acqua, la UNI 8065 rimane cogente: il riferimento alla norma è infatti presente sia nel precedente decreto sia nel nuovo. Questo significa che le prescrizioni relative al trattamento dell’acqua rimangono pienamente valide e continuano a rappresentare un riferimento imprescindibile per progettisti, installatori e manutentori.
La norma interviene su diversi aspetti della gestione dell’acqua negli impianti. Per l’acqua di alimentazione è previsto l’utilizzo di un filtro meccanico di sicurezza, generalmente con grado di filtrazione intorno ai 50 micron, per trattenere le impurità presenti nella rete. Nel caso degli impianti sanitari è inoltre possibile utilizzare sistemi di dosaggio di condizionanti chimici, come i polifosfati, nel rispetto delle condizioni previste dalla normativa. Per gli impianti a circuito chiuso, invece, la UNI 8065 introduce una serie di dispositivi dedicati alla gestione dell’aria e delle impurità solide.
Per la rimozione delle particelle solide la norma prevede l’impiego di:
- filtri;
- defangatori;
- oppure dispositivi che combinano entrambe le funzioni.
La presenza di aria nel circuito può causare corrosione, rumori, riduzione delle prestazioni e problemi di circolazione. Per questo la norma prevede:
- disaeratori in grado di separare le microbolle presenti nel fluido;
- valvole automatiche di sfogo aria nei punti alti dell’impianto, per eliminare l’aria che tende ad accumularsi durante il riempimento e il funzionamento.
La scelta dipende dalla tipologia di impianto e dal livello di protezione richiesto dai componenti più sensibili.
Dalle caldaie tradizionali alle pompe di calore: come sono cambiate le esigenze
Negli impianti tradizionali la protezione era spesso affidata al classico filtro a Y, dotato di una rete filtrante che trattiene esclusivamente le particelle di dimensioni superiori alla luce della maglia. Questa soluzione richiede però una manutenzione periodica. Infatti, all’aumentare dello sporco accumulato cresce anche la perdita di carico, con possibili ripercussioni sulle prestazioni dell’impianto.
Con l’introduzione delle caldaie a condensazione e, successivamente, delle pompe di calore, è emersa la necessità di una protezione più efficace. Sono così entrati nella pratica impiantistica i defangatori e i disareatori, dispositivi capaci di eliminare rispettivamente le impurità solide e le microbolle d’aria.
I trattamento chimici previsti dalla UNI 8065
La norma UNI 8065 prevede un approccio completo: accanto ai dispositivi meccanici, è obbligatorio intervenire anche sulla qualità chimica dell'acqua. La norma distingue due fasi fondamentali:
- Trattamento chimico-fisico dell'acqua di riempimento
- Condizionamento chimico durante l'esercizio dell'impianto
Si tratta di interventi complementari che agiscono in momenti diversi della vita dell'impianto.
Il primo passo consiste nel verificare le caratteristiche dell'acqua utilizzata per il riempimento del circuito chiuso. A seconda delle condizioni iniziali, può essere necessario ricorrere a:
- addolcimento dell'acqua;
- demineralizzazione controllata;
- oppure, se i parametri lo consentono, utilizzare acqua non trattata. L'obiettivo è evitare che l'acqua stessa diventi causa di corrosione o formazione di calcare.
L'addolcimento consiste nella riduzione della durezza dell'acqua attraverso un processo di scambio ionico. L'acqua attraversa apposite resine che trattengono calcio e magnesio, i principali responsabili delle incrostazioni calcaree, sostituendoli con ioni sodio. Il risultato è un'acqua meno soggetta alla formazione di depositi che potrebbero compromettere lo scambio termico e il corretto funzionamento dei componenti.
La demineralizzazione è un trattamento più spinto che riduce in modo significativo la presenza dei sali disciolti nell'acqua. Non si ricerca però un'acqua completamente pura: una demineralizzazione eccessiva potrebbe infatti rendere l'acqua più aggressiva nei confronti dei materiali dell'impianto. Per questo la UNI 8065 definisce specifici limiti di conducibilità elettrica, garantendo il giusto equilibrio tra protezione dalle incrostazioni e prevenzione della corrosione.
Una volta riempito l'impianto, entra in gioco il secondo livello di protezione: il condizionamento chimico.
La UNI 8065 individua diverse categorie di prodotti, tra cui:
- pulitori (cleaner);
- inibitori di corrosione;
- inibitori di incrostazione;
- correttori di pH;
- antigelo;
- biocidi.
La scelta dipende dalle caratteristiche dell'impianto e dalle problematiche che si intendono prevenire.
Domande frequenti
Qual è la differenza tra un filtro tradizionale e un defangatore per pompe di calore?
Un filtro tradizionale ha maglie più larghe (ad esempio 400 o 800 micron) e una superficie filtrante limitata, mentre un defangatore per pompe di calore ha maglie più fine (160-100 micron) e una superficie filtrante maggiore così da ridurre al minimo le perdite di carico, spesso integrato con magneti per separare le particelle ferrose.
Perché il fouling factor è così critico nelle pompe di calore?
Il fouling factor è critico perché le pompe di calore hanno scambiatori con passaggi interni molto ridotti e operano a temperature più basse rispetto alle caldaie. La formazione di depositi riduce drasticamente l'efficienza del sistema, che non può compensare aumentando la temperatura della fiamma come fanno le caldaie.
Quali sono i sintomi di un impianto con problemi di aria?
I sintomi includono radiatori freddi nella parte alta, rumorosità (gorgoglii), corrosione accelerata e blocchi parziali o totali della circolazione.
Come si verifica la presenza di inibitori nel circuito?
La concentrazione degli inibitori può essere verificata con apposite cartine reattive, che cambiano colore a seconda del livello di additivo presente. È importante che il manutentore controlli periodicamente questa condizione.
È possibile utilizzare acqua non trattata per il riempimento dell'impianto?
No, l'acqua di riempimento deve essere almeno addolcita o demineralizzata per evitare incrostazioni e corrosione. La norma UNI 8065 specifica i limiti di durezza e conducibilità per garantire la qualità del fluido.
Qual è il ruolo del biocida in un impianto a pompa di calore?
Il biocida previene la formazione di alghe e batteri, che possono ostruire le tubazioni e ridurre lo scambio termico. È particolarmente importante in impianti a bassa temperatura, dove la proliferazione microbiologica è più probabile.
Come influisce il trattamento dell'acqua sulla garanzia della pompa di calore?
Molti produttori subordinano la validità della garanzia al rispetto delle normative sul trattamento dell'acqua, come la UNI 8065. Un impianto con acqua non trattata potrebbe vedere decadere la copertura in caso di guasti legati a corrosione o incrostazioni.
