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Rivista Idraulica 54

Danni agli impianti provocati dalle impurità

Le impurità presenti nell'acqua danno origine, come abbiamo visto, ad una serie di inconvenienti quali incrostazioni, corrosioni, depositi e crescite biologiche.

L’innesco di tali fenomeni avviene in tempi relativamente brevi ma che possono continuare per anni e causare, soprattutto, corrosioni vaste e distribuite. 

Impianti con tali problematiche sono caratterizzati da acque molto torbide di colore grigio-nero e da una forte produzione di impurità.

Di seguito si riportano i principali danni che si possono riscontrare in impianti non opportunamente trattati.

Sviluppo dei principali fenomeni e danni agli impianti nel tempo

È dovuto alle impurità che possono aderire tenacemente alle loro sedi e provocare difficoltà di regolazione nonché trafilamenti.

Le valvole di regolazione, per esempio, presentano passaggi dell'acqua molto ristretti che rischiano di ostruirsi anche con particelle molto fini. 

Sono causati dalle impurità che circolano e che in esse possono accumularsi sia per la particolare geometria delle pompe, sia per effetto dei campi magnetici generati dalle stesse.

Minor resa degli scambiatori di calore

La presenza di particelle in sospensione e residui di corrosione, precipitando sullo scambiatore, agiscono negativamente su due fronti:

  • ostruiscono i passaggi riducendo in modo sensibile le portate dei fluidi;
  • isolano termicamente lo scambiatore riducendone la resa.

 

Inoltre, tali incrostazioni e depositi possono formarsi in modo non uniforme e creare zone con notevoli differenze di temperatura e surriscaldamenti localizzati del metallo degli scambiatori. I surriscaldamenti localizzati possono dare luogo a vaporizzazioni dell’acqua contenuta con forte aumento della rumorosità e, nei casi più gravi, a rotture degli scambiatori dovute a forti e concentrate dilatazioni.

Effetto delle incrostazioni sulla resistenza termica

È importante sottolineare che anche piccoli spessori di incrostazioni possono aumentare notevolmente la resistenza termica degli scambiatori.

Come si può vedere dal grafico sotto riportato, ad esempio, un solo millimetro di incrostazione può aumentare la resistenza termica dello scambiatore di circa il 45%.

Effetto delle incrostazioni

Per compensare questa maggiore resistenza allo scambio termico e mantenere costante la potenza scambiata (cioè la potenza erogata all'impianto) i sistemi di regolazione delle caldaie aumentano la potenza del bruciatore. Questo si traduce in:

  • un aumento delle temperature dei fumi 
  • un maggior calore disperso (dai fumi e dalle pareti della caldaia)
  • una minore condensazione dei fumi.

 

Tutto ciò comporta una minor resa della caldaia ed un aumento dei costi energetici.

Nelle caldaie a condensazione questo fenomeno risulta ancora più accentuato soprattutto all'inizio dell'incrostazione, quando lo spessore di deposito è ancora ridotto.

Effetto dello sporco sull'efficienza delle caldaie

Infatti, aumenti anche di pochi gradi della temperatura dei fumi riducono notevolmente la capacità di condensazione delle caldaie e, quindi, la loro efficienza.

Il rendimento delle caldaie a condensazione è perciò molto influenzato dai depositi di impurità.

Minor resa dei corpi scaldanti

L'accumulo di depositi, polveri di ferro e magnetite, nella parte bassa dei corpi scaldanti, possono causare gravi squilibri termici, livello di comfort insufficiente e maggiori costi di gestione.

Un'eventuale ostruzione può chiudere alcuni passaggi all'interno dei radiatori ed impedire all'acqua calda di circolare. Di conseguenza, si creano zone fredde che non contribuiscono più allo scambio termico. Allo stesso tempo, nella parte alta dei radiatori, la presenza di aria può causare danni tanto quanto le impurità: da una parte diminuisce la resa del corpo scaldante, dall'altra è spesso la causa dell'innesco di corrosioni.

Gli intasamenti possono avvenire lungo le tubazioni, specialmente in corrispondenza delle curve o delle variazioni di diametro.

Negli impianti ad alta temperatura la riduzione della circolazione è dovuta essenzialmente alle particelle di impurità in sospensione che si depositano nel tempo, soprattutto per precipitazione durante il periodo estivo.

Danni negli impianti ad alta temperatura
Danni negli impianti a bassa temperatura