A proteção de instalações de climatização contra impurezas é crucial se quisermos manter a sua alta eficiência, durabilidade a longo prazo e segurança operacional. As impurezas que se acumulam nos sistemas podem causar vários problemas, incluindo diminuição do desempenho, danos nos componentes, aumento nos custos operacionais e até mesmo o risco de falhas.
O que causa a poluição em instalações de climatização?
Um dos grandes fatores de risco é a presença de sujidade na água. As instalações de climatização estão frequentemente sujeitas a problemas como depósitos e incrustações, perda de eficiência na permuta térmica, altos níveis de ruído, rutura do equipamento e obstruções das linhas. Estes problemas são provocados, em grande medida, pela qualidade da água e pela presença de ar e impurezas que provocam a formação de incrustações, facilitando o fenómeno da corrosão.
Este fenómeno pode ocorrer se a instalação não for adequadamente dimensionada ou se não for removida toda a sujidade da instalação. A presença de impurezas pode resultar no bloqueio e gripagem dos circuladores, menor rendimento dos permutadores de calor, em funcionamento irrgeular das válvulas e corrosão por aeração diferencial.
Sujidade em instalações com Bombas de Calor
Vale ressaltar que as instalações com bomba de calor exigem cuidados especiais e a remoção regular de poluentes, o que pode ser alcançado combinando processos de filtração com a separação de poluentes. Se a remoção de poluentes for ineficaz, podem ocorrer problemas como bloqueio e gripagem dos circuladores ou mau funcionamento do dispositivo. As bombas de calor operam com pequenas diferenças de temperatura, e mesmo pequenas alterações no fluxo pode resultar na redução da sua eficiência. Quanto mais eficaz for a proteção, maior será a durabilidade e a eficiência das instalações com bomba de calor.
Problemáticas associadas à presença de impurezas nas instalações
- Funcionamento irregular das válvulas devido a sujidade que pode aderir persistentemente às suas sedes, e provocar quer deformações de regulação, quer fugas de água.
- Permuta térmica insuficiente devida à presença de sujidade na parte inferior do radiador.
- Menor rendimento dos permutadores devido à redução dos caudais e das superfícies que permutam calor.
- Bloqueio e gripagem dos circuladores causados pela sujidade que aí se pode acumular, quer devido à sua geometria especial, quer pelo efeito dos seus próprios campos magnéticos.
- Corrosões por oxidação e aeração diferencial com consequente enfraquecimento, e possível rutura de caldeiras, tubagem e radiadores.
- Incrustações e depósitos na tubagem podem reduzir significativamente a secção de passagem e, assim, os caudais de fluido.
A separação de impurezas presentes na água de circuito fechado apresenta dificuldades, sobretudo, no que toca à eliminação de partículas menores essencialmente compostas por areias, ferrugem (óxido de ferro não magnético) e magnetite. Para eliminar estas partículas são geralmente usados filtros em Y, separadores de sujidade simples (horizontais e verticais) e separadores de sujidade magnéticos. Sendo o objetivo principal proteger os permutadores dos geradores de calor contra bloqueios e obstruções, recomenda-se a instalação de filtros e separadores de sujidade na linha de retorno, antes do gerador.
O princípio de funcionamento de filtros e separadores de sujidade é completamente diferente.
Filtros
A filtração é um processo físico-mecânico no qual um líquido em movimento se separa das partículas sólidas nele dispersas, por efeito da sua retenção por parte de um filtro poroso através do qual o fluido passa.
Princípio de funcionamento
São basicamente compostos por um recipiente de malha metálica que funciona como elemento filtrante e de recolha de sujidade. As malhas metálicas caracterizam-se por diversos parâmetros, sendo um dos mais importantes a secção de passagem (ou capacidade de filtração), que indica a dimensão mínima das partículas que o filtromé capaz de intercetar.
Por exemplo, um filtro com secção de malha de passagem de 0,4 mm écapaz de reter partículas de sujidade a partir desse valor. Assim, o filtro retém à primeira passagem todas as partículas maiores do que o diâmetro da malha filtrante.
Perdas de carga
Por efeito da passagem através da malha de filtração, produz-se no fluido uma perda de cara que aumenta à medida que também aumenta o grau de obstrução. Um filtro (dimensão 1") com malha filtrante de 400 µm, numa instalação onde circulam 1500 I/h, apresenta uma perda de carga (com filtro limpo) de 180 mm c.a.. É extremamente importante efetuar uma manutenção periódica do filtro.
Eficiência de separação do filtro
Os filtros bloqueiam, à primeira passagem, todas as partículas maiores do que a secção de passagem da malha. A limitação destes dispositivos reside no facto de não serem capazes de intercetar e, assim, retirar de circulação partículas de sujidade inferiores a esse valor (geralmente em instalações de climatização 0,4-0,5 mm, ou seja, 400-500 µm). Não são, por isso, capazes de remover adequadamente partículas de areia fina, de ferrugem e de magnetite. Deve também considerar-se que as partículas intercetadas aderem ao recipiente, por vezes, de forma bastante persistente, aumentando significativamente as perdas de carga do filtro, o que requer intervenções de limpeza frequentes ou substituição do recipiente.
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Separadores de sujidade
A separação de sujidade é um tratamento físico semelhante à filtração, mas mais eficaz de um ponto de vista da dimensão das partículas. Aproveitando o princípio da precipitação por gravidade, consegue separar e fazer depositar partículas com dimensões até 0,005 mm (5 µm).
Princípio de funcionamento
A separação de impurezas efetuada pelo separador de sujidade baseia-se na ação combinada de vários fenómenos. A redução da velocidade do fluido favorece a precipitação, por gravidade, das partículas de sujidade na câmara de recolha, que apresenta as seguintes características:
- está situada na parte inferior do dispositivo, a uma distânica das ligações que permite que as impurezas recolhidas não sejam afetadas pela turbulência do fluxo através da superfície reticular;
- é grande para aumentar a capacidade de acumulação de sujidade e, assim, diminuir a frequência de esvaziamento/descarga (contrariamente aos filtros que têm de ser limpos frequentemente);
- possui uma torneira de descarga para efetuar a expulsão das impurezas recolhidas na parte inferior do separador, mesmo com a instalação em funcionamento.
Devido à sua constituição, o elemento interno de superfície reticular, em substituição do filtro comum, opõe uma baixa resistência à passagem do fluido, garantindo mesmo assim a separação. Esta ocorre por meio da colisão das partículas com as superfícies reticulares e pela sucessiva decantação, e não por filtração. O separador de sujidade, nas passagens seguintes, elimina completamente as impurezas presentes na água até à dimensão nominal de 5 µm.
Capacidade de separação de partículas
Graças ao design especial do seu elemento interno, o separador de sujidade é capaz de separar completamente as impurezas presentes no circuito, até uma dimensão mínima das partículas de 5 µm. No seguimento de testes efetuados num laboratório especializado (TNO - Science and Industry - NL), constatou-se que o separador de sujidade Caleffi é capaz de separar rapidamente a quase totalidade das impurezas presentes, após apenas 50 recirculações (cerca de um dia de funcionamento). Aquelas são removidas eficazmente do circuito, até aos 100 % para partículas com diâmetros superiores a 10 µm e, em média, até aos 80 % para as partículas mais pequenas. As passagens contínuas que o fluido sofre durante o funcionamento normal da instalaçãolevam gradualmente à completa separação das impurezas.
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Filtro Separador de sujidade Magnético CALEFFI XF
O filtro separador de sujidade magnético CALEFFI XF separa as impurezas presentes na instalação e minimiza o problema de obstrução da malha filtrante. A operação baseia-se na ação de três elementos separados a fim de assegurar a proteção contínua do gerador e dos dispositivos contra as impurezas formadas no circuito hidráulico, tanto durante o arranque da instalação como em condições normais de funcionamento.
A particularidade do CALEFFI XF é precisamente o duplo efeito filtrante, permitindo-o capturar partículas duas vezes mais pequenas comparando com a maioria dos filtros existentes no mercado que, geralmente, são eficazes apenas para partículas com dimensões superiores a 0,4 ou 0,5 mm. Além disso, graças à elevada superfície de filtragem de 9800 mm2, o dispositivo minimiza a possibilidade de obstrução por lodo, em comparação com os filtros comuns cujas malhas não superam os 6000 m2. A depuração é, portanto, realmente eficaz e constante ao longo do tempo.
