L’acqua potabile non è necessariamente adatta ad alimentare una caldaia. Il rispetto dei requisiti previsti per il consumo umano, infatti, non garantisce che l’acqua possieda le caratteristiche richieste da un generatore sottoposto a temperature elevate, pressioni di esercizio e processi continui di evaporazione.
Alcuni minerali come calcio e magnesio, infatti, possono formare incrostazioni sulle superfici riscaldate, mentre ossigeno e anidride carbonica disciolti favoriscono fenomeni corrosivi. Silice, solidi sospesi e sostanze organiche possono invece originare depositi, fanghi, schiume o trascinamenti nel vapore. Metalli come ferro e rame, infine, oltre a essere eventualmente presenti nell’acqua, possono indicare che all’interno del circuito sono già in corso processi di corrosione.
Nelle caldaie a vapore il problema è amplificato dall’evaporazione. Il vapore lascia il generatore, mentre la maggior parte dei sali disciolti rimane nell’acqua di caldaia e aumenta progressivamente di concentrazione. Senza un trattamento e un controllo adeguati, i depositi possono ostacolare lo scambio di calore e provocare il surriscaldamento delle superfici metalliche.
Grundfos Water Treatment sviluppa sistemi per il trattamento dell’acqua di alimento delle caldaie per stabilimenti industriali e centrali termiche che servono hotel, ospedali, residence, condomini, centri direzionali e complessi commerciali.
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Obblighi acqua di alimento per caldaie: quando è necessario il trattamento?
Per individuare correttamente gli obblighi e i valori applicabili è necessario distinguere tra gli impianti termici destinati alla climatizzazione degli edifici e i generatori industriali destinati alla produzione di vapore o acqua surriscaldata.
Per gli impianti di climatizzazione invernale ed estiva, per la produzione di acqua calda sanitaria con temperatura massima di 110 °C e per gli impianti solari termici, il principale riferimento tecnico italiano è la UNI 8065:2019. La norma definisce le caratteristiche chimiche e chimico-fisiche dell’acqua, i trattamenti, i controlli e le modalità di gestione dell’impianto. Sono escluse dal suo campo di applicazione le reti di teleriscaldamento e teleraffrescamento.
Per le caldaie industriali a vapore o ad acqua surriscaldata occorre invece considerare norme specifiche:
- la UNI EN 12953-10 per le caldaie a tubi da fumo;
- la UNI EN 12952-12 per le caldaie a tubi d’acqua.
Le due norme stabiliscono requisiti minimi per ridurre il rischio di corrosione, formazione di fanghi e depositi. Tuttavia, i valori devono essere verificati insieme alle prescrizioni del fabbricante, che può indicare limiti più severi in funzione della configurazione e dei materiali del generatore.
Il trattamento diventa quindi necessario quando l’acqua disponibile non rispetta i requisiti indicati dalla norma applicabile, dal progetto o dal produttore del generatore. Per verificarlo è indispensabile effettuare un’analisi dell’acqua prima di scegliere la tecnologia.
Prima di progettare il trattamento devono essere analizzati:
- il pH, che influenza il comportamento corrosivo dell’acqua;
- la durezza totale, collegata alla presenza di calcio e magnesio;
- la conducibilità elettrica, utilizzata per valutare la quantità di sali ionizzati;
- i solidi disciolti totali, che si concentrano durante l’evaporazione;
- l’alcalinità, importante per il controllo chimico dell’acqua;
- l’ossigeno disciolto, responsabile soprattutto della corrosione localizzata;
- la silice, che può formare depositi difficili da rimuovere;
- il ferro e il rame, che possono segnalare fenomeni corrosivi;
- i cloruri, che possono aumentare l’aggressività dell’acqua;
- le sostanze organiche, gli oli e i solidi sospesi, che possono causare fanghi, schiume e contaminazioni.
Solo una volta analizzate le caratteristiche dell’acqua di alimento della caldaia si può procedere con l’identificazione del trattamento migliore.
Quali sono i trattamenti per l’acqua di alimento per caldaie?
Il trattamento deve essere scelto dopo aver analizzato l’acqua grezza, il condensato recuperato e le condizioni di esercizio del generatore. La linea può comprendere uno o più dei seguenti processi:
- Filtrazione meccanica: trattiene sabbia, ruggine e particelle sospese, proteggendo le apparecchiature installate a valle. Non riduce la durezza né la concentrazione dei sali disciolti.
- Addolcimento a scambio ionico: sostituisce gli ioni di calcio e magnesio con ioni di sodio. Riduce la durezza e la formazione di calcare, ma non abbassa in modo rilevante la conducibilità, perché la quantità complessiva di sali rimane simile.
- Deferrizzazione: riduce il ferro presente nell’acqua, che può provocare depositi, torbidità, corrosione e sporcamento delle apparecchiature. Il trattamento viene generalmente effettuato attraverso l’ossidazione del ferro disciolto e la successiva filtrazione dei composti insolubili formati.
- Demanganizzazione: rimuove il manganese, elemento che può originare depositi scuri e contribuire all’intasamento dei filtri e delle superfici interne dell’impianto. Anche in questo caso il processo può prevedere ossidazione e filtrazione attraverso materiali specifici o catalitici.
- Degasazione termica: riscalda l’acqua per favorire l’allontanamento dell’ossigeno e dell’anidride carbonica. È particolarmente importante nei generatori a vapore, perché l’osmosi inversa non elimina da sola tutti i gas disciolti.
- Degasazione a membrana: utilizza membrane specifiche per ridurre i gas disciolti. Può essere impiegata quando il processo richiede concentrazioni molto basse o quando la degasazione termica non è adatta alla configurazione disponibile.
- Dosaggio chimico: permette di correggere il pH, neutralizzare l’ossigeno residuo e proteggere le superfici metalliche. Il prodotto e il dosaggio devono essere definiti in base alla portata e ai risultati delle analisi.
- Osmosi inversa: separa l’acqua da gran parte dei sali disciolti attraverso membrane semipermeabili. Riduce durezza, conducibilità, alcalinità, cloruri e silice, producendo un permeato con caratteristiche più adatte all’alimentazione della caldaia.
Grundfos W.T. può integrare diverse tecnologie di trattamento unite a sensori e sistemi di dosaggio in una linea definita sulle caratteristiche dell’acqua.
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