Trattamento acqua impianto - PdC e Refrigeratori

[Dalmata75]

buon giorno
relativamente all'obbligo di trattamento dell'acqua di riempimento degli impianti di climatizzazione la legge richiama i soli impianti di riscaldamento non indicando alcun obbligo in caso di impianti di solo raffreddamento.
Inoltre, si parla di potenza termica al focolare per gli obblighi di addolcimento sopra i 100 kW quindi dovrebbero essere fatti salvi i sistemi a pompa di calore? o mi sbaglio?

[Dalmata75]

up : qualcuno addolcisce l'acqua su sistemi PdC?

[NoNickName]

up : qualcuno addolcisce l'acqua su sistemi PdC?

Mai sentito.

[Ronin]

in linea di massima il calcare si forma perchè l'acqua viene inserita nell'impianto fredda e poi riscaldata di decine di °C dagli scambiatori (in corrispondenza dei quali si riduce quindi la solubilità del carbonato nel liquido).
se l'impianto invece l'acqua la scalda poco, o addirittura la raffredda rispetto al valore di temperatura ambiente, non c'è ragione di addolcirla.

[lbasa]

Lo so che è quasi sacrilegio fare le pulci a NNN e Ronin sulla gestione delle PdC, ma ci sono ulteriori considerazioni per chi gestisce le manutenzioni secondo DPR 74/13:

... dovrebbero essere fatti salvi i sistemi a pompa di calore? o mi sbaglio?

Innanzi tutto: una norma di legge individua obbligo di condizionamento dell'acqua sotto i 15°fr, ed aggiunge l'addolcimento oltre i 15°fr; sentirsi obbligati come progettisti? Lasciare al manutentore di sbrigarsela?
Nella letteratura (io l'ho imparato dalla documentazione di manutenzione di un produttore di caldaie) si considera il rischio di corrosione ed incrostazione non solo in base alle temperature possibili dell'acqua di impianto di riscaldamento, ma anche in relazione alla coppia di condizioni PH / durezza; si chiama "Diagramma di Tillman"; questo vale anche per Pdc a fluido intermedio acqua.
Esempio dal Web: https://www.ording.roma.it/archivio/743 ... shaupt.pdf (pag. 29)

Invece io vorrei chiedere a chi ha più esperienza:
in caso di presenza acqua molto (molto) dura e generatori grossi con produzione ACS (quindi acqua soggetta alla legislazione sull'utilizzo umano), l'obbligatorio e quantitativamente sostanzioso intervento di salinizzazione potrebbe andare contro i limiti di salinità dell'acqua destinata agli usi umani; ci sono compromessi con simili prescrizioni opposte?

[NoNickName]

Sottoscrivo Ronin e aggiungo: non ci può essere nessun rischio di corrosione in un circuito chiuso, perchè per definizione la corrosione o la precipitazione del calcare avvengono per consumo di due o più specie chimiche reagenti. Una volta esaurite queste, la reazione è esaurita. Quindi a meno che il circuito non abbia un reintegro costante di rilevante portata, non vedo a cosa possa servire addolcire.
Discorso diverso invece sull'acqua SANITARIA! Quella sì che deposita calcare e corrode i tubi per aerazione differenziale ("l'acqua cheta rovina i ponti").

[Ronin]

Come dice nnn, nei circuiti chiusi se anche le condizioni fossero inizialmente squilibrate (con l'acqua disciogliente o incrostante) in breve si riottiene un equilibrio.
Il rischio di incrostazioni e' quindi proporzionale al dt tra l'acqua di reintegro i il pt a t massima (che tipicamente e' lo scambiatore del generatore d quindi proprio il punto più delicato).
Cmq come progettista tu gli stacchi per addolcitore e filtro lasciaceli che male non fanno.

Quanto all'altra domanda, bisogna capire cosa intendiamo per salinità (termine non tecnico che a volte sta per alcalinità, a volte per conducibilità, a volte per tds e chi più ne ha più ne metta).
Però diciamo che un trattamento chimico"brute force" potrebbe essere quello di dosare 0,7 ppm di clo2 (già con 1 ppm di residuo l'acqua assume colore verdastro, così tanto non si dosa mai), mentre la durezza naturale dell' acqua e' tra i 100 e i 300 ppm. Non è quindi possibile alterare significativamente l'equilibrio carbonatico.
Molto più facile alterare il ph (che ha un range critico molto stretto fuori dal quale il sanificante e' molto meno efficace) oppure singole specie ioniche che si formano come sottoprodotto della reazione di produzione o dell'effetto sanificante (come i cloriti per il clo2 e lo ione ammonio per la monoclorammina, che infatti vengono usati come parametro di monitoraggio perché molto più sensibili).

[Tom Bishop]

Concordo con quanto espresso da Ibasa. Il trattamento è bene farlo anche per circuiti chiusi che lavorano a bassa temperatura.



Nei circuiti chiusi il pericolo di depositi è sostanzialmente nullo in quanto, superato il deposito iniziale, non vi è accumulo nel tempo. Io prevedo comunque il trattamento anche in questi casi magari con il dosaggio iniziale di un antincrostante. Confermo che dal punto di vista legislativo non vi è ad oggi alcun obbligo per i circuiti raffreddanti.

Faccio poi qualche considerazione OT partendo dalle parole di Ibasa, ma ritengo ugualmente interessante il confronto con gli altri utenti del forum al riguardo.

Vorrei fare notare che nei circuiti di acqua fredda sanitaria sarebbe comunque necessario l'addolcimento quasi sempre. Se consideriamo, ad esempio, l'acqua dell'acquedotto di Milano ha mediamente 27°fr di durezza e PH 7.7, quindi incrostante anche a freddo.
L'aumento del contenuto di sodio durante il processo di addolcimento è un falso problema. Il contenuto di sodio iniziale normalmente è molto basso attorno ai 10-15mg/l. Nel processo di addolcimento ogni milligrammo di calcio sottratto viene sostituito da 1.15mg/l di sodio. Supponendo di partire da 30°fr di durezza, sia ha un contenuto di calcio di 120mg/l, volendo arrivare ad una durezza finale di 8°fr, ne dobbiamo sottrarre 88mg/l. Questo vuol dire che il contenuto di sodio si porterebbe da 15 a 116mg/l. Il valore massimo consentito per la potabilità è 200mg/l.
A questo punto nasce il dubbio dell'utilizzatore circa le diete a basso contenuto di sodio frutto di un marketing forsennato da parte dei venditori di acqua in bottiglia. Qui bisogna anzitutto capire come uno usa l'acqua del rubinetto. Se la usa per bere è un discorso se, come normalmente succede, non la si beve, ma la si utilizza per bollire la pasta, lavare e bollire le verdure, il 95% dell'acqua viene eliminata.
Ma proviamo a capire cosa succede se uno l'acqua addolcita se la beve. Due litri di acqua al giorno a 116mg/l sono 0.232g/giorno di sodio. L'Organizzazione Mondiale della Sanità consiglia un consumo giornaliero non superiore a 5g di sale, ossia circa 2g di sodio al giorno. Bevendo solo acqua addolcita da rubinetto siamo a un decimo del massimo consigliato. Certo l'acqua di bottiglia contiene molto meno sodio (0.8÷5.5mg/l), ma all'interno di una normale dieta la sua incidenza è molto bassa. Almeno questa è l'idea che mi sono fatto.

Fine OT

[NoNickName]

Comunque, raga, la norma citata (uni8065) è del 1989 e dice: "La presente norma considera inoltre che l’acqua destinata all’alimentazione degli impianti termici ad uso civile abbia, prima del trattamento, caratteristiche analoghe a quelle di un’acqua potabile".
Già questo mi porterebbe ad escluderla volontariamente dall'applicazione.

[mat]

Che nei circuiti chiusi non ci sia problema di incrostazioni è una cosa che credo di sentire oggi per la prima volta in carriera...
E allora le schifezze che vengono fuori dai circuiti/radiatori quando si svuotano, i tubi corrosi, a cosa si devono?
Intendiamoci, siete in tre a sostenerlo e quindi ragionevolmente mi pongo il dubbio, ma sinceramente mi pare cosa assai strana.

Comunque, raga, la norma citata (uni8065) è del 1989 e dice: "La presente norma considera inoltre che l’acqua destinata all’alimentazione degli impianti termici ad uso civile abbia, prima del trattamento, caratteristiche analoghe a quelle di un’acqua potabile".
Già questo mi porterebbe ad escluderla volontariamente dall'applicazione.

Per quale motivo? Solitamente con cosa si riempono gli impianti di riscaldamento, se non con acqua di acquedotto?

[Dalmata75]

credevo di aver fatto una domanda sciocca!!! il dibattito che ne è venuto fuori mi ha fatto cambiare idea.
E' un piacere leggere le Vostre opinioni.

[Tom Bishop]

Che nei circuiti chiusi non ci sia problema di incrostazioni è una cosa che credo di sentire oggi per la prima volta in carriera...

Io parlavo di circuiti di raffreddamento

[NoNickName]

Che nei circuiti chiusi non ci sia problema di incrostazioni è una cosa che credo di sentire oggi per la prima volta in carriera...
E allora le schifezze che vengono fuori dai circuiti/radiatori quando si svuotano, i tubi corrosi, a cosa si devono?

Corrosione elettrochimica indotta dalla presenza di due diversi metalli aventi potenziale elettrochimico differente (zinco e rame, per esempio, classica pila di Volta), non inibito o addirittura agevolato dalla presenza di deboli correnti vganti, con circolazione di elettrolita (sì, proprio il sodio che buttate dentro al posto del carbonato di calcio per "addolcire" l'acqua).

Per quale motivo? Solitamente con cosa si riempono gli impianti di riscaldamento, se non con acqua di acquedotto?

Basta dire che l'acqua non è potabile e la norma non si applica. Oppure usare proprio acqua non potabile (antincendio, pozzo, ecc).

Io parlavo di circuiti di raffreddamento

E i circuiti di raffreddamento non sono circuiti chiusi?

[Tom Bishop]

E i circuiti di raffreddamento non sono circuiti chiusi?

Parlavo di circuiti di raffreddamento chiusi

[NoNickName]

E i circuiti di raffreddamento non sono circuiti chiusi?

Parlavo di circuiti di raffreddamento chiusi

Tutti stiamo parlando di circuiti di raffreddamento chiusi. Vorresti addolcire acqua a perdere?

[Abser]

A mio avviso per valutare la necessità tecnica dell'addolcimento (tralasciando eventuali obblighi di legge) è necessario non solo conoscere la durezza dell'acqua caricata ma anche il volume dell'impianto. Considerando il ridottissimo contenuto d'acqua di un evaporatore a piastre di una pompa di calore che comunque può lavorare oggi anche fino a 50-55°C anche la modesta quantità di carbonati presente nell'acqua può determinare qualche problemino.

[Ronin]

Che nei circuiti chiusi non ci sia problema di incrostazioni è una cosa che credo di sentire oggi per la prima volta in carriera...

ma non ho scritto così (e se lo ho scritto, mi cospargo il capo di cenere e lo ritratto ).
ho scritto che il problema delle incrostazioni è direttamente proporzionale al dT che subisce l'acqua (rispetto alla temperatura alla quale viene caricata nel circuito, che normalmente è la temperatura ambiente). più questo dT è contenuto e meno problemi ci saranno (poi ci saranno anche altri fattori, ad es. le luci di passaggio negli scambiatori).
non dipende dal fatto che sia una pdc o una caldaia, ma dalle temperature di esercizio: noi stiamo programmando di utilizzare una pdc ad ammoniaca che lavora con dT 80-70, figurati se quel circuito non va addolcito!
per quanto riguarda il diagramma postato da tom bishop attenzione perchè il termine "corrodono" è fuorviante: il diagramma pH-durezza è riferito nei confronti dei carbonati, quindi le acque aggressive sono acque discioglienti (che tendono cioè a dissolvere e rendere solubile il CaCO3), non necessariamente corrosive come sono intese nel senso comune (cioè che corrodono il metallo delle tubazioni).
la gran parte delle corrosioni che si verificano nei circuiti è in realtà dovuta alla presenza di aria (che a sua volta si può concentrare in bolle a causa del dT, e corrodere per aerazione differenziale), oppure alle "pile" dovute alla diversa nobiltà dei metalli (es. valvole di ottone/rame con tubazioni in acciaio nero, oppure tubi piccoli in rame e grossi in acciaio) che l'acqua essendo conduttiva mette in circuitazione, più che alle caratteristiche dell'acqua in sè (tra l'altro i due fenomeni tendono a combinarsi: la presenza di particelle asportate del metallo meno nobile, che si appoggiano sulle pareti dei tubi crea un ambiente ideale per l'aerazione differenziale nella zona appunto tra la parete del tubo e il deposito: questo meccanismo è in grado di distruggere in breve tempo anche le tubazioni in acciaio inox).

Tutti stiamo parlando di circuiti di raffreddamento chiusi. Vorresti addolcire acqua a perdere?

può anche darsi.
non è raro (dipende in particolare dai valori di alcalinità M e P) che addolcendo l'acqua del circuito delle torri evaporative si riesca a ridurre così tanto lo spurgo da rendere la cosa economicamente conveniente.
e cmq nota che il circuito con l'acqua a perdere non è quello di raffreddamento (che è chiuso sempre, anche con acqua a perdere), ma quello di condensazione (dove cioè il frigo condensato ad acqua cede il calore che ha sottratto). tale circuito è "pericoloso" (incrostante o corrosivo) tanto quanto o di più di quello sanitario, e quindi se non è chiuso va senz'altro trattato, chimicamente o fisicamente.

[NoNickName]

Sì, ok, ma Bishop si era perso sui circuiti aperto/chiuso/raffreddamento.

Tornando all'argomento, io i circuiti di condensazione li facevo inibire, non li facevo addolcire. Di solito tra l'altro nella condensazione ad acqua di drycooler si usa già acqua glicolata che commercialmente viene addizionata con inibitori della corrosione (sa Dio cosa ci mettono dentro, se ci mettono dentro veramente qualcosa).
Per quanto riguarda circuito chiuso/circuito aperto. Per me il circuito aperto con acqua a perdere è un tubo dritto.
Le torri di raffreddamento con o senza condensatore evaporativo hanno circuito aperto con acqua di reintegro, quindi da quel punto di vista l'addolcimento non va perso, perchè la specie chimica addolcente non evapora.
Invece sui circuiti chiusi IMHO non c'è motivo di addolcire.

[Ronin]

da quel punto di vista l'addolcimento non va perso, perchè la specie chimica addolcente non evapora.

è proprio perchè non evapora che occorre addolcire: se non addolcisco il reintegro, l'acqua evapora e il calcare no, quindi si concentra fino a precipitare (nota: addolcire=sostituire Ca nel CaCO3 con Na; quindi se con il reintegro entra nuovo CaCO3 occorre addolcire pure quello, non è che c'è un "residuo addolcente" che si può lasciare nell'acqua pronto all'uso). l'alternativa ovviamente è spurgare di più (scaricare acqua in fogna), in modo da abbassare la concentrazione residua.
il gioco è puramente economico (più addolcisco, meno spurgo) e siccome l'acqua di acquedotto è costosa, mentre il sale per gli addolcitori è relativamente economico, spesso il gioco vale la candela (a meno che altri parametri dell'acqua impongano limiti alla concentrazione che lo vanificano)

Invece sui circuiti chiusi IMHO non c'è motivo di addolcire.

per una volta siamo d'accordo

[NoNickName]

è proprio perchè non evapora che occorre addolcire: se non addolcisco il reintegro, l'acqua evapora e il calcare no, quindi si concentra fino a precipitare

diciamo che l'acqua diviene sempre più alcalina, per la presenza di una base forte (ione Na+) quindi l'equilibrio si sposta e se la memoria non mi inganna il CaCO3 dovrebbe diventare sempre meno solubile.

[Ronin]

se la memoria non mi inganna il CaCO3 dovrebbe diventare sempre meno solubile.

CaCO3 che però non c'è, perchè per l'appunto addolcisco il reintegro.
la logica dell'addolcimento è che il calcio è di gran lunga lo ione meno solubile presente nell'acqua, quindi se lo elimino (in realtà non totalmente, perchè poi l'acqua diventa aggressiva: difatti si tende ad addolcire intorno ai 4°F residui, perchè un certo grado di durezza residua "aiuta" i trattamenti chimici anticorrosione) guadagno degli spazi che mi permettono di concentrare di più.
il concetto chiave infatti è quello dei cicli di concentrazione: se ho 30°F in ingresso e il limite prima delle incrostazioni che il trattamento chimico sopporta è 40°F, posso concentrare 1,3 volte, poi incrosto; se ho 4°F posso concentrare 10 volte: chiaramente, poi ci saranno altre specie ioniche che limiteranno a loro volta la concentrazione massima raggiungibile: se ad es. per assurdo alimentassi le torri con acqua osmotizzata a 50 uS e il limite è 2000 uS, potrei concentrare 40 volte.

ora poichè S = E / (NC - 1) ovvero NC = (E+S)/S
con S=spurgo e E=evaporato, si trova un andamento asintotico del consumo totale di acqua (pari ad E+S, ovviamente) al crescere di NC.
i valori tipici sono NC=1,5 con acqua grezza (che vuol dire che si spurga 2 m3 per ogni m3 di evaporato!), NC=2,5 con acqua addolcita (corrisponde a ridurre il consumo di acqua da 3E a 5/3*E con un risparmio del 44%), NC=5/6 con acqua osmotizzata (risparmio del 58%-60% rispetto all'acqua grezza); per assurdo con NC=20 si avrebbe un risparmio del 65% che come si vede non aumenta di molto (il limite teorico con NC infinito è riduzione del 67%).
ciò normalmente porta l'addolcimento ad essere più competitivo sia dell'uso di acqua grezza, che dell'osmosi; dopo la durezza, i parametri più limitanti sono le alcalinità M e P, che in alcune condizioni rendono più competitiva un'osmosi grossolana (grossolana perchè più l'osmosi è spinta e più produce acqua di scarto a propria volta, e come visto essendo l'andamento asintotico non conviene spingere NC oltre valori intorno a 6).
chiaramente i limiti di durezza, alkM, alkP, conducibilità, ecc. dipendono dai prodotti chimici usati. nei circuiti caldi (a vapore) ovviamente lo spurgo porta con sè anche energia termica, e quindi si deve cercare di concentrare molto di più.

[NoNickName]

CaCO3 che però non c'è, perchè per l'appunto addolcisco il reintegro.

Non è che non c'è. C'è ed è in soluzione come ione Ca++, e il Na+ si usa per lo scambio ionico.

Il resto lo leggo dopo con calma.

[Ronin]

Non è che non c'è. C'è ed è in soluzione come ione Ca++, e il Na+ si usa per lo scambio ionico.

no, no, non c'è proprio più. nelle resine a scambio ionico dell'addolcitore si sostitusce il Ca++ con 2 Na+, quindi il CaCO3 diventa Na2CO3. il Ca sostituisce il Na all'interno del reticolo della resina (sennò perchè si chiamerebbe a scambio ionico?) venendovi trattenuto, e quando la resina è esauirita la si rigenera facendola attraversare da un'acqua con una forte concentrazione di NaCl (sale, per l'appunto); il Ca trattenuto dalle resine si scambia nuovamente con Na (grazie all'eccesso di concentrazione salina nell'acqua di rigenerazione), rigenerando le resine e venendo smaltito in fogna con l'acqua di eluato come CaCL2 (composto sostanzialmente inerte).
perciò a valle dell'addolcimento il calcio non c'è più, è stato trattenuto nelle resine dell'addolcitore; nota che non si può addolcire ad un valore di durezza a piacere, che ne so 4°F piuttosto che 15°F, l'addolcimento proprio per il modo in cui funziona l'apparecchio (tutto il flusso dell'acqua attraversa la resina) è sempre totale, poi si miscela a valle con acqua non trattata per dare la quantità di durezza voluta.

se fosse come tu dici avremmo che l'acqua addolcita continua a contenere ioni Ca++ diventando acida a causa dello spostamento del pH causato dalla presenza di ioni positivi liberi, e l'acqua di eluato non sarebbe scaricabile in fogna in quanto contaminata da forti concentrazioni di Cl- (ricordiamo che l'eluato è circa il 2% del volume di acqua trattato, quindi concentra 50 volte...): invece non è così, il Ca resta sulle resine e poi se ne va in fogna come CaCl2 che è un composto inerte e non ha limiti di concentrazione in acqua.

[mat]

Volendo riepilogare e rifarmi ad un caso che sto progettando in questo momento: circuito chiuso ad acqua refrigerata, indipendentemente da durezza e alcalinità dell'acqua non occorre né addolcimento, né condizionamento chimico antincrostante/anticorrosivo. Prevedo solamente un filtro di sicurezza sul reintegro, per togliere eventuali impurità dell'acqua di acquedotto.
Favorevoli? Contrari?

[NoNickName]

[Ronin]

No, lascia un filtro a y a monte del gruppo pompa e un altro a monte di ogni eventuale scambiatore a piastre (evaporatore del frigo compreso).
Non si sa mai cosa può accadere nei circuiti metallici, non c'è solo l'incrostazione tra i pericoli, anche la corrosione elettrochimica può portare residui in giro.

[mat]

No, lascia un filtro a y a monte del gruppo pompa e un altro a monte di ogni eventuale scambiatore a piastre (evaporatore del frigo compreso).

Quello certamente! Per chi mi hai preso? Mi riferivo al trattamento dell'acqua di caricamento impianto...