CALITATEA ŞI TRATAREA APEI DIN CIRCUITELE ÎNCHISE

Tratamentele care se aplică în general instalaţiilor de alimentare cu apă pot fi împărţite în:

Tratamentele fizice externe cele mai răspândite în instalaţiile cu circuit închis sunt filtrarea şi separarea nămolului. Impurităţile conţinute în suspensie în apa de uz tehnic din circuite pot genera o serie de inconveniente care nu trebuie să fie subevaluate:

ImpurItăţIle dIn apă

tratamente eXterne

Fizice Chimico-fiziceFiltrare Dedurizare

Degazare Demineralizare Separarea nămolului

tratamente Interne

ChimiceCondiţionare chimică

Aditivarea cu produse de generare a peliculei

Coroziuni generate prin proporţie diferenţiată de aerSe datorează faptului că, în prezenţa apei, un strat de murdărie pe o suprafaţă metalică generează formarea a două zone (apă/murdărie şi murdărie/metal) cu concentraţie diferită de oxigen; din acest motiv se activează pile galvanice localizate cu fluxuri de curent care generează coroziunea suprafeţelor metalice. Sunt coroziuni care pot implica slăbirea, dar şi spargerea unor componente cum ar fi cazane, microcentrale şi radiatoare.

Blocaje şi griparea pompelorSunt generate de murdăria care circulă prin pompe şi care se poate acumula în acestea atât datorită configuraţiei geometrice speciale a pompelor, cât şi prin efectul câmpurilor magnetice generate chiar de pompe.

un randament mai scăzut al schimbătoarelor de căldurăDepunerile de murdărie pot într-adevăr reduce în mod sensibil atât debitele fluidelor cât şi suprafeţele de schimb termic.

Funcţionarea incorectă a vanelorSe datorează mizeriei care poate să adere foarte puternic pe locaşurile sale şi să provoace deformări de reglare dar şi pierderi.

FIltrarea

Filtrarea este un proces fizico-mecanic prin care un lichid în mişcare se separă de particulele solide prezente în acesta prin efectul reţinerii lor de către un mijloc filtrant poros prin care este trecut lichidul.

Curăţarea filtruluiPentru a efectua curăţarea câteodată este suficient să fie instalat un robinet în partea inferioară a filtrului îndreptat în jos astfel încât să colecteze impurităţile pe fundul recipientului.Trebuie subliniat faptul că adesea particulele pot adera pe cartuş; pentru a efectua o curăţare eficientă este necesar să se extragă sita filtrantă de pe corp. În acest sens este indispensabil ca filtrul să fie echipat cu doi robineţi de secţionare la capetele sale.

În mod tradiţional în instalaţiile de încălzire cu circuit închis sunt utilizate filtrele Y: acestea sunt alcătuite dintr-un cartuş filtrant cu sită metalică care funcţionează atât ca element filtrant, cât şi ca dispozitiv de colectare a murdăriei. În mod tipic fluxul va trece (din motive de rezistenţă mecanică) de la interiorul către exteriorul cartuşului filtrant. Particulele rămân astfel reţinute în interiorul acestuia. Filtrul este în general instalat pe circuitul de retur înainte de generatorul de căldură pentru a proteja schimbătorul de căldură.

Cartuş �ltrant

Capac de vizitare

Filtru Y

0 120

.

Cartuşul FiltrantElementul fundamental al unui filtru Y este cartuşul filtrant conţinut în acesta. Este caracterizat în funcţie de caracteristicile principale ale sitei metalice din componenţa sa: ochi de trecere filtru, sită, suprafaţă brută, suprafaţă deschisă, gol pe plin, raport suprafaţă deschisă.

INTERAXĂ

DIAMETRUL FIRULUI

OCHI

KvsValoarea de kvs este calculată cu filtrul perfect curat şi zone de trecere fără impurităţi. În tabelul de mai jos sunt prezentate valorile de kvs valabile pentru tipurile de filtre Y disponibile la ora actuală pe piaţă.

MeshNumăr de deschideri în sita filtrului pe ţol linear.

Mesh =25,40 / OCHI + Ø fir

Suprafaţă brutăEste suprafaţa externă a cartuşului filtrant, suma suprafeţei deschise şi a sitei filtrului.

Suprafaţă deschisăEste suma suprafeţelor de trecere ale sitei filtrante.

proporţia de gol din plin (a0)Raportul % dintre suprafaţa deschisă şi suprafaţa brută.

Ao = (ochi/ochi + Ø fir) 2x100%Raport suprafaţă deschisă (Open Area Ratio - OAR)Raport, exprimat ca proporţie, între suprafaţa deschisă a filtrului şi diametrul nominal al ţevii pe care este instalat filtrul.

De obicei pentru filtre de acest tip Raportul Suprafaţă Deschisă (OAR) variază între 2,5:1 şi 3:1.Pentru a creşte acest parametru este posibilă:A) supradimensionarea suprafeţei brute a cartuşului filtrant şi în consecinţă a recipientului care îl conţine menţinând neschimbat ochiul sitei respective: această metodă generează gabarite şi costuri mai mari.B) creşterea ochiului sitei filtrante menţinând neschimbate dimensiunile de gabarit ceea ce implică diminuarea capacităţii filtrante.

25,40Mesh =

OCHI + Ø firAo = x 100

2

( (

OCHI + Ø fir

OCHI

25,40Mesh =

OCHI + Ø firAo = x 100

2

( (

OCHI + Ø fir

OCHI

DIMENSIUNE 1/2” 3/4” 1” 1 1/4” 1 1/2” 2”

OCHI DE TRECERE FILTRU [μM] 400 400 400 470 470 530

SItă Cu OCHIurI de FIltrare de 400 μmDIMENSIUNE 1/2” 3/4” 1” 1 1/4” 1 1/2” 2”

Kvs 4,1 7,3 11,0 17,4 25,0 37,0

Ochi de trecere filtru (capacitate filtrantă)Indică diametrul particulelor care sunt reţinute de acţiunea mecanică a filtrului. Valoarea distinctivă este de obicei exprimată în mm sau μm.De exemplu un filtru având dimensiunea ochiului = 0,40 mm (sau 400 μm) reţine impurităţi începând cu această dimensiune. Limita lor consistă în faptul că nu reuşesc să intercepteze, şi deci să scoată din circulaţie, particulele de murdărie cu dimensiuni mai mici de 400÷500 μm.Diametrul minim al particulei interceptate de filtru este denumit şi capacitate filtrantă.Comercial sunt propuse pe piaţă filtre cu capacităţi filtrante descrescătoare la creşterea diametrelor nominale ale robineţilor astfel încât să aibă valori de pierderi de sarcină rezonabile:

SupraFaţă deSCHISă

Pierderi de sarcină a unui filtru Y introdus într-un circuit închisSe consideră că a fost instalat în centrala termică un filtru Y din alamă cu dimensiunea 1”, conform schemei prezentate anterior. Din diagrama pierderilor de sarcină corespunzătoare se deduce că pentru un debit de proiect de 1500 l/h, filtrul introdus în instalaţie generează o pierdere de sarcină egală cu:Δp FILTRU (colmatare nulă) = 180 mm c.a.

Această valoare corespunde unei pierderi de sarcină calculate cu filtrul perfect curat şi cu sita fără obstrucţii, deci cu un grad de colmatare nul.

FIltru Y Diametru nominal DN 25 (1”)

Capacitate filtrantă 0,4 mm

Kvs 11

Aşa cum am arătat mai sus la un filtru Y este esenţial să se prevadă o curăţare periodică: particulele tind să adere pe suprafaţa internă a sitei filtrante şi numai o parte din acestea cad în partea inferioară pentru colectarea impurităţilor. Acest fenomen provoacă o colmatare a sitei filtrante şi o reducere drastică a raportului de suprafaţă deschisă.Considerând un Raport de Suprafaţă Deschisă (OAR) egal cu 2,5:1, la creşterea colmatării cresc pierderile de sarcină ale filtrului: pentru o colmatare egală cu 70%, factorul de creştere al pierderilor de sarcină este egal cu 4,5 (valoare experimentală)..

Δp FILTRU (colmatare 70%) = 810 mm c.a.

Δp (mm c.a.) Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

Δp (mm c.a.)Δp FILTRO70% colmatat

Un filtru normal Y produce o pierdere de sarcină iniţială care creşte gradul de colmatare.

Δp FILTRO curat

Δp SEPARATOR DE NĂMOL

Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

70% COLMATARE

81

0 m

m c

.a.

18

0 m

m c

.a.

Pentru debitul de proiect considerat, filtrul introdus în instalaţie în condiţii de colmatare nulă generează o pierdere de sarcină egală cu 180 mm c.a..

Δp FILTRU curat

18

0 m

m c

.a.

28

mm

c.a

.

900

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

900

Δp (mm c.a.) Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

Δp FILTRU 70% colmatat

O colmatare de 70% din suprafaţa filtrului generează o creştere a pierderii de sarcină cu un factor egal cu de 4,5 ori valoarea calculată cu colmatare nulă:180 mm c.a. x 4,5 = 810 mm c.a..

Pentru debitul de proiect considerat, filtrul introdus în instalaţie în condiţii de colmatare nulă generează o pierdere de sarcină egală cu180 mm c.a..

Δp FILTRU curat

81

0 m

m c

.a.

18

0 m

m c

.a.

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

70% COLMATARE

900

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

Δp (mm c.a.) Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

Δp (mm c.a.)Δp FILTRO70% colmatat

Un filtru normal Y produce o pierdere de sarcină iniţială care creşte gradul de colmatare.

Δp FILTRO curat

Δp SEPARATOR DE NĂMOL

Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

70% COLMATARE

81

0 m

m c

.a.

18

0 m

m c

.a.

Pentru debitul de proiect considerat, filtrul introdus în instalaţie în condiţii de colmatare nulă generează o pierdere de sarcină egală cu 180 mm c.a..

Δp FILTRU curat

18

0 m

m c

.a.

28

mm

c.a

.

900

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

900

Δp (mm c.a.) Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

Δp FILTRU 70% colmatat

O colmatare de 70% din suprafaţa filtrului generează o creştere a pierderii de sarcină cu un factor egal cu de 4,5 ori valoarea calculată cu colmatare nulă:180 mm c.a. x 4,5 = 810 mm c.a..

Pentru debitul de proiect considerat, filtrul introdus în instalaţie în condiţii de colmatare nulă generează o pierdere de sarcină egală cu180 mm c.a..

Δp FILTRU curat

81

0 m

m c

.a.

18

0 m

m c

.a.

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

70% COLMATARE

900

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

SeparatOr de nămOlSepararea nămolului este un tratament fizic similar cu filtrarea, dar mai eficient deoarece se bazează pe acţiunea combinată a mai multor fenomene: particulele lovindu-se de elementul intern radial sunt separate şi volumul amplu interior, reducând viteza fluidului, favorizează precipitarea lor în camera de colectare.

Camera de colectare prezintă următoarele particularităţi:• este situată în partea de jos a dispozitivului la o distanţă faţă de racorduri care să permită impurităţilor colectate să nu fie afectate de turbulenţa fluxului prin sită.• este încăpătoare pentru a creşte capacitatea de acumulare a nămolului şi deci scade frecvenţa de golire/descărcare (spre deosebire de filtrele care trebuie să fie curăţate frecvent).• spre deosebire de filtre, sita internă a separatorului de nămol nu se colmatează şi foarte rar este necesară scoaterea/curăţarea. Din acest motiv nu este necesar să instalaţi robinete de secţionare la capetele dispozitivului. Camera de acumulare a separatorului de nămol este echipată cu robinet de golire pentru a efectua purjarea impurităţilor colectate în partea inferioară chiar şi cu instalaţia în funcţiune

0 120

.

Δp (mm c.a.) Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

Δp (mm c.a.)Δp FILTRO70% colmatat

Un filtru normal Y produce o pierdere de sarcină iniţială care creşte gradul de colmatare.

Δp FILTRO curat

Δp SEPARATOR DE NĂMOL

Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

70% COLMATARE

81

0 m

m c

.a.

18

0 m

m c

.a.

Pentru debitul de proiect considerat, filtrul introdus în instalaţie în condiţii de colmatare nulă generează o pierdere de sarcină egală cu 180 mm c.a..

Δp FILTRU curat

18

0 m

m c

.a.

28

mm

c.a

.

900

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

900

Δp (mm c.a.) Δp (kPa)

1,4

1,8

18

12

80

60

80

160140

600700800

70

90

120

50

100

200

500

1000

180

300

400

40

30

16

10

2014

G (l/h)

500

1000

2000

5000

600

700

800

900

1200

1400

1600

1800

2500

3000

3500

4000

4500

0,5

1

2

5

10

0,1

0,2

9876

4

3

1,6

1,2

0,8

0,60,7

0,9

0,4

0,3

0,18

0,12

0,160,14

0,25

0,35

0,45

2,5

3,5

4.5

250

350

450

25

35

45

250

300

350

400

450

200

Δp FILTRU 70% colmatat

O colmatare de 70% din suprafaţa filtrului generează o creştere a pierderii de sarcină cu un factor egal cu de 4,5 ori valoarea calculată cu colmatare nulă:180 mm c.a. x 4,5 = 810 mm c.a..

Pentru debitul de proiect considerat, filtrul introdus în instalaţie în condiţii de colmatare nulă generează o pierdere de sarcină egală cu180 mm c.a..

Δp FILTRU curat

81

0 m

m c

.a.

18

0 m

m c

.a.

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

70% COLMATARE

900

DEBIT DE PROIECT1500 l/h

pierderi de sarcină a unui separator de nămolÎn schema centralei este utilizat un separator de nămol cu mărimea de 1”: acest dispozitiv îndepărtează eficient particulele de impurităţi cu pierderi de sarcină foarte scăzute şi independente de cantitatea de impurităţi colectate.

Δp SEPARATOR DE NĂMOL = 29 mm c.a.

SeparatOr de nămOlDiametru nominal DN 25 (1”)

Capacitate de sepa-rare a particulelor 0,005 mm = 5 μm

Kvs 28,1

eficienţă de separareCapacitatea de separare a unui separator de nămol depinde în esenţă de trei parametri:1) creşte în raport cu creşterea dimensiunii particulelor şi a masei. Particulele mai mari şi mai grele se precipită înaintea acelora mai uşoare. 2) creşte la scăderea vitezei. Dacă viteza de antrenare se reduce, se obţine o zonă de calm în interiorul separatorului de nămol şi particulele se separă cu mai multă uşurinţă 3) devine mai eficientă odată cu creşterea numărului de recirculări. Fluidul în circuit traversează de mai multe ori separatorul de nămol în timpul funcţionării şi este supus la o acţiune progresivă de separare până la eliminarea completă a impurităţilor.

Limita separatorului de nămol rezultă a fi numărul de treceri pe care agentul termic trebuie să le efectueze prin dispozitiv pentru a obţine eficienţa de separare declarată.

Separarea impurităţilor feroase Seria separatoarelor de nămol echipate cu magnet, permite o eficienţă mai mare la separarea şi colectarea impurităţilor feroase. Acestea sunt reţinute în corpul intern al separatorului de nămol magnetic creat de magneţii introduşi în inelul extern adecvat. Inelul extern este de asemenea detaşabil de pe corp pentru a permite decantarea şi evacuarea ulterioară a nămolului, cu instalaţia în funcţionare. Inelul magnetic fiind poziţionat în exteriorul corpului separatorului de nămol nu sunt afectate caracteristicile hidraulice ale dispozitivului.

pentru a elimina impurităţile conţinute în apa de uz tehnic din circuit cea mai bună soluţie consistă în utilizarea combinată a unui filtru Y şi a unui separator de nămol. În acest mod este posibil să se utilizeze o sită internă a filtrului cu ochiuri de trecere mărite faţă de cele standard din comerţ (400 μm) diminuând astfel pierderile de sarcină datorate colmatării gradate. În timpul primei treceri filtrul blochează particulele cu dimensiuni mai mari decât ochiurile sitei în timp ce separatorul de nămol în trecerile următoare elimină complet impurităţile prezente la dimensiunea minimă nominală (5 μm).

Eficiență (%) Eficiență Eficiență

100% 50 de recirculări (0,5 m/s)Cantitatea separatăCantitatea inițială

50 de recirculări (1 m/s)

Dim

ensi

unea

im

purit

ățilo

r (µ

m)

ZONA DE LUCRU®

FILTRE CU CARTUȘ

FILTRE SPECIALE

FILTRE Y

Caleffi S.p.A. S.R. 229 n. 25 · 28010 Fontaneto d’Agogna (NO) · ItalyTel. +39 0322 8491 · Fax +39 0322 863723 info@caleffi.com · www.caleffi.ro

© Copyright 2013 Caleffi

NE REzERVĂM DREPTUL ÎN ORICE MOMENT ŞI FĂRĂ O INFORMARE PREALABILĂ DE A ADUCE ÎMBUNĂTĂţIRI ŞI MODIFICĂRI LA PRODUSELE

DESCRISE ŞI LA DATELE TEHNICE AFERENTE.

0850

315R

O

DOCUMENTAŢIE DE REFERINŢĂ: FISA TEHNICĂ 01240 FISA TEHNICĂ 01137

Separator de nămol din tecnopolimerUtilizarea unui separator de nămol din tecnopolimer permite îmbinarea caracteristicilor tehnice şi funcţionale optime cu flexibilitatea şi dimensiunile compacte ale produsului. Rozeta orientabilă permite de asemenea utilizarea dispozitivului atât pe ţevi orizontale (1) cât şi pe cele verticale (2), facilitând astfel instalarea.Caracteristicile fundamentale ale tecnopolimerului sunt :- rezistenţă înltă la deformarea plastică- rezistenţă bună la propagarea crăpăturilor- absorbţie de umiditate foarte scăzută- rezistenţă la abraziunea foarte ridicată- menţinerea parametrilor funcţionali la varierea temperaturii - compatibilitatea cu glicolii şi aditivii utilizaţi în circuite.

1

2