Lavaggio dello scambiatore di calore della caldaia a gas: metodi di pulizia e prodotti per rimuovere i depositi minerali

L'acqua calda nel rubinetto e un costante +23 °C in casa quando fuori c'è un forte gelo – non è vero che questi benefici della civiltà sono ormai diventati usuali? Ora risponda a una semplice domanda: è stato eseguito il lavaggio dello scambiatore di calore della caldaia a gas dopo la precedente stagione di riscaldamento? Se la risposta è "no", rischia di rimanere senza calore durante l'inverno.

Per evitare che ciò accada, legga il nostro articolo sulla lotta al calcare e sulla prevenzione dell'accumulo di depositi minerali. Illustriamo in dettaglio i metodi praticamente testati per combattere la patina di calcio, che riduce l'efficienza dell'apparecchio e aumenta il consumo di carburante. I nostri consigli aiuteranno ad aumentare la resa termica e prolungare la durata della caldaia.

Come si forma e perché è pericoloso il calcare

Nessun liquido può essere paragonato all'acqua normale in termini di capacità termica specifica. A seconda della temperatura e della pressione, questo valore varia da 4174 a 4220 Joule/(kg·°C). L'acqua non è tossica, è accessibile e costa poco, il che la rende un termovettore quasi ideale.

Eppure l'H₂O ha un inconveniente significativo – nel suo stato naturale contiene sali di metalli alcalino-terrosi Ca e Mg. Durante il riscaldamento, questi formano sulle superfici interne delle apparecchiature di scambio termico depositi carbonatici insolubili, o, in altre parole, calcare.

L'acqua dura è tipica di gran parte della Russia, in particolare della fascia centrale, dove il grado di mineralizzazione raggiunge il massimo

Le conseguenze negative della formazione di calcare sono le seguenti:

• diminuisce il rendimento;
• si riduce la pressione dell'acqua;
• si accelera l'usura della caldaia;
• aumentano i costi.

Le caldaie domestiche per riscaldamento e scaldabagno sono principalmente dotate di scambiatori di calore a superficie, in cui il calore viene trasmesso attraverso le superfici delle pareti metalliche. Ma il calcare ha un'elevata resistenza termica, cioè una bassa conducibilità termica.

Per questo motivo, negli scambiatori di calore sporchi il coefficiente di trasferimento termico diminuisce, causando una riduzione della temperatura del fluido termovettore nel circuito di riscaldamento e un riscaldamento insufficiente dell'acqua all'uscita del circuito dell'acqua calda.

Se la Sua caldaia riscalda male l'acqua, controlli lo stato dello scambiatore di calore: forse il problema è il calcare, che ha causato la riduzione del rendimento.

Depositi solidi di soli 0,2 mm di spessore aumentano il consumo di carburante del 3%. Se lo spessore del calcare raggiunge 1 mm, il consumo eccessivo di gas arriva al 7%.

Quando la trasmissione del calore diminuisce, per mantenere la temperatura dell'acqua impostata, è necessario utilizzare più gas, il che indica una riduzione del rendimento. Contemporaneamente, con l'aumento del consumo di carburante, aumentano i volumi dei fumi e si intensifica l'emissione di sostanze nocive che inquinano l'aria intorno all'abitazione e l'atmosfera in generale.

I depositi ostruiscono completamente o parzialmente la sezione di passaggio del tubo, causando un aumento della resistenza idraulica nel sistema, l'interruzione della circolazione del fluido termovettore e una riduzione della fornitura di acqua calda ai punti di prelievo.

Utilizzando acqua di durezza normale, in un anno si forma uno strato di calcare di 2-3 mm di spessore. Con una mineralizzazione più alta, la velocità di deposizione dei carbonati aumenta.

L'alterazione dello scambio termico porta al surriscaldamento dei tubi, causando la formazione di microfratture – futuri focolai di corrosione. A causa del funzionamento in condizioni limite, l'unità si guasta prematuramente.

Per prevenire guasti alle apparecchiature, è necessario rimuovere periodicamente il calcare. La pulizia programmata degli scambiatori di calore delle caldaie murali a gas e delle unità a pavimento viene effettuata secondo le scadenze stabilite dal produttore. Questa semplice procedura aiuta a mantenere l'efficienza energetica delle apparecchiature al livello originale, prolunga il periodo tra le riparazioni e riduce il costo totale di esercizio.

Fuliggine sulle superfici esterne

In caso di combustione incompleta del gas, sulle superfici esterne dello scambiatore di calore si deposita fuliggine – un allotropo amorfo del carbonio. Gli scambiatori di calore delle caldaie con camera di combustione aperta e tiraggio naturale sono più soggetti alla fuliggine.

Una delle cause della sua maggiore formazione è la polverosità dell'aria nell'ambiente da cui proviene l'aria per la combustione. Molta polvere viene rilasciata durante i lavori di costruzione. Se il cantiere si trova vicino all'ingresso del camino coassiale, può sporcarsi anche lo scambiatore di calore della caldaia con camera chiusa.

Il camino coassiale è composto da un tubo interno e uno esterno. Uno di essi serve per lo scarico dei prodotti della combustione, l'altro per l'ingresso dell'aria nella camera di combustione chiusa.

Diametro insufficiente, configurazione errata, ostruzioni del camino portano a un peggioramento del tiraggio. Con uno scarso tiraggio, lo scarico dei prodotti della combustione è difficoltoso ed essi si depositano sotto forma di fuliggine sulla parte esterna inferiore dello scambiatore di calore.

Come il calcare, la fuliggine ha una bassa conduttività termica e riduce l'efficienza delle apparecchiature di scambio termico, portando a un'usura accelerata e riducendo il periodo tra le manutenzioni. Il rendimento dello scambiatore di calore sporco di fuliggine e calcare può diminuire del 25% o più.

Con quale frequenza è necessario lavare lo scambiatore di calore

La periodicità della pulizia è indicata dal produttore dell'apparecchiatura nel manuale d'uso. Ad esempio, gli scambiatori di calore nelle caldaie Neva devono essere puliti dal calcare ogni 12 mesi.

La concentrazione di sali alcalino-terrosi nell'acqua può variare. Se la concentrazione è elevata, l'acqua è definita dura. Con il suo utilizzo, il calcare si forma più rapidamente, quindi potrebbe essere necessaria una pulizia straordinaria. Anche la velocità di formazione dei depositi dipende dal regime termico e dall'intensità di funzionamento della caldaia.

La presenza di calcare nei tubi dello scambiatore di calore e di fuliggine sulle sue alette è segnalata da una diminuzione della potenza termica dell'apparecchiatura. Per determinare se la potenza termica effettiva corrisponde a quella dichiarata nella documentazione, si misurano la temperatura e la composizione dei fumi mediante un analizzatore di gas.

In assenza di uno strumento, la presenza di calcare può essere valutata attraverso segni indiretti: diminuzione della temperatura e della pressione dell'acqua all'uscita della caldaia. Se nel tubo del riscaldatore d'acqua c'è una normale pressione dell'acqua, ma dal rubinetto esce un sottile getto, verificare la presenza di depositi sulle superfici interne dei tubi dello scambiatore di calore.

Un riscaldamento insufficiente dell'acqua con un consumo standard di gas e una pressione normale indica anche un'ostruzione dello scambiatore di calore.

Notiamo che i malfunzionamenti di apparecchiature complesse possono essere causati da diversi fattori e la presenza di calcare è solo una delle possibilità.

Metodi di rimozione delle incrostazioni

Per rimuovere calcare e fuliggine si utilizzano metodi meccanici, idraulici, chimici e altri, o loro combinazioni.

Pulizia meccanica delle apparecchiature di scambio termico viene eseguita con l'ausilio di una bacchetta, una spazzola metallica, un raschietto. Vengono utilizzati sia strumenti manuali che elettrici o pneumatici.

L'applicazione del metodo idraulico è possibile solo in presenza di un'apparecchiatura ad alta pressione, che garantisca l'erogazione di un potente getto di liquido in grado di rimuovere i depositi e portarli all'esterno.

Il metodo chimico prevede l'uso di prodotti speciali che ammorbidiscono e dissolvono le incrostazioni.

Durante il lavaggio degli scambiatori di calore con metodo chimico, è possibile utilizzare pompe booster per immettere il reagente nel circuito dell'acqua, questo è più efficace del semplice ammollo.

I metodi magnetici, elettromagnetici, ultrasonici sono relativamente nuovi e prevedono l'uso di filtri convertitori e altri dispositivi tecnici.

Per la pulizia degli scambiatori di calore di scaldabagni domestici e caldaie di riscaldamento, si utilizza spesso una combinazione di metodi meccanici e chimici. Dopo l'ammollo (decappaggio) nel detergente, i residui di calcare vengono rimossi meccanicamente. Stanno anche guadagnando popolarità i metodi moderni di cui si è parlato sopra.

Prodotti chimici per la pulizia e la prevenzione

I prodotti per rimuovere il calcare contengono acidi organici o inorganici. Nella produzione di prodotti per uso domestico, vengono spesso utilizzati gli acidi adipico e ortofosforico. In ambito domestico si preparano soluzioni acquose di acido citrico o acetico.

Gli acidi sono reagenti – sono in grado di reagire con i sali alcalino-terrosi e formare altri sali solubili in acqua, che vengono poi rimossi dall'attrezzatura di scambio termico.

Vengono utilizzati anche alcali, come il carbonato di sodio (soda calcinata) o la soda caustica, che permettono di ammorbidire i depositi carbonatici e la fuliggine, facilitando la successiva pulizia meccanica e chimica. Le soluzioni alcaline vengono utilizzate anche per neutralizzare le tracce di acido rimaste nello scambiatore dopo la rimozione del calcare.

La maggior parte dei reagenti viene fornita ai clienti sotto forma di soluzioni acquose altamente concentrate e richiede un'ulteriore diluizione con acqua in proporzioni specifiche indicate nelle istruzioni per l'uso.

È necessario seguire le indicazioni del produttore per la preparazione della soluzione di lavoro e non superare la concentrazione del prodotto. In caso contrario, il contatto dei materiali dell'attrezzatura di scambio termico con la sostanza aggressiva porterà ad un'accelerazione della corrosione.

Nella scelta dei prodotti si tiene conto del materiale di fabbricazione dello scambiatore. Di solito si tratta di rame, acciaio inossidabile o ghisa. Ad esempio, Aminat D è progettato per scambiatori di calore in acciai inossidabili e al carbonio. Un altro reagente della stessa serie, Aminat D(K), viene utilizzato per la pulizia delle superfici in rame.

In molte caldaie di produzione nazionale sono installati scambiatori di calore in rame. Quando si sceglie un prodotto anticalcare, assicurarsi che possa essere utilizzato per metalli non ferrosi

I prodotti universali includono acido citrico, aceto, Medesk-Plus, Trilon B. Vengono utilizzati per il lavaggio di scambiatori di calore in metalli non ferrosi e acciaio inossidabile.

Trilon B – è il sale disodico dell'acido etilendiamminotetraacetico. Si presenta come una polvere cristallina bianca. Quando Trilon B interagisce con i sali alcalino-terrosi (calcare), avviene la sostituzione degli ioni calcio e magnesio con ioni sodio. Di conseguenza si formano sali di sodio che si dissolvono bene in acqua.

Vengono prodotti prodotti con una composizione composita complessa. Contengono contemporaneamente componenti che puliscono il calcare e ne prevengono la formazione.

Composito KKF differisce dagli altri prodotti chimici per il principio d'azione. Non è un solvente come gli acidi, ma in sua presenza avviene l'autopulizia dei depositi carbonatici (calcare).

In condizioni normali, i cristalli di carbonato di calcio si formano come un rivestimento minerale indurito. Questo è il calcare. In presenza di KKF, invece del deposito minerale, si forma un'altra modificazione del carbonato di calcio – l'aragonite.

I cristalli aghiformi di aragonite durante la crescita distruggono i depositi di calcio. A differenza di essi, l'aragonite ha una debole adesione alla superficie dello scambiatore di calore e quindi viene facilmente rimosso con un risciacquo con acqua normale.

Le sostanze attive del KKF già nella fase iniziale impediscono la formazione di cristalli di calcite. Di conseguenza, la formazione di calcare viene notevolmente rallentata o completamente soppressa. Questo processo è chiamato inibizione (in traduzione dal latino: «ritardare»).

L'aragonite è una modificazione polimorfa del carbonato di calcio. I suoi cristalli hanno una forma aghiforme appuntita e distruggono facilmente il calcare, mentre essi stessi vengono lavati via con acqua normale.

Il KKF inibisce non solo il calcare, ma anche la corrosione grazie alla formazione di una pellicola protettiva sulla superficie metallica. Quando acquista prodotti anticalcare, non dimentichi di verificare se dispongono dei certificati di Rospotrebnadzor.

Caratteristiche costruttive degli scambiatori di calore

Per pulire correttamente lo scambiatore di calore, è necessario conoscere la sua costruzione. Tutte le informazioni relative alla Sua caldaia le troverà nel manuale di istruzioni.

Per ogni evenienza, ricordiamo che per l'organizzazione del riscaldamento autonomo e della fornitura di acqua calda in appartamenti e case private vengono utilizzati principalmente caldaie a gas e scaldacqua a gas con scambiatori di calore dei seguenti tipi:

• tubolari;
• coassiali;
• a piastre.

Negli scambiatori di calore tubolari ampiamente diffusi, l'acqua circola attraverso un tubo che, a forma di serpentina, avvolge le pareti laterali del mantello. Tale unità è realizzata in versione brasata o saldata, quindi non smontabile.

Lo scambiatore di calore tubolare è uno dei più efficienti e semplici per costruzione; è facile pulirlo dal calcare con le proprie mani.

Gli scambiatori di calore a piastre sono meno comuni. La loro parte costruttiva principale è un pacchetto metallico in cui sono assemblate diverse piastre.

Ad esempio, gli scambiatori di calore delle caldaie italiane Westen Zilmet e Baxi includono da 10 a 16 piastre. Essi cedono il loro calore all'acqua che si muove tra di esse attraverso i canali. Tale apparecchio deve essere smontato prima della pulizia.

Schema dello scambiatore di calore a piastre, dove sono indicati: i raccordi per l'alimentazione del fluido termovettore e del mezzo da riscaldare (1, 2, 11, 12); la piastra fissa e quella mobile (3, 8); i canali attraverso cui si muove il fluido termovettore (4, 14); le guarnizioni piccola e grande (5, 13); la piastra di scambio termico (6), le guide superiore e inferiore (7, 15); il supporto posteriore e il perno (9, 10)

L'elemento principale dello scambiatore di calore coassiale (bitermico) sono due tubi coassiali. Nella versione più semplice, esternamente si presenta come una spirale con spire strettamente adiacenti.

Per le caldaie a doppio circuito è tipica la presenza di 2-3 scambiatori di calore. Ad esempio, la caldaia «NEVALUX-8023» è dotata di tre apparecchi di scambio termico, uno dei quali è coassiale, ma non di tipo a spirale, bensì con elementi collegati in serie.

Come rimuovere il calcare da uno scambiatore di calore a piastre

Spegnere la caldaia, chiudere l'alimentazione del gas e dell'acqua, scaricare l'acqua dallo scambiatore di calore e attendere che si raffreddi. Scollegare i tubi, svitare i perni di serraggio, spostare la piastra di pressione sotto la quale si trovano le piastre.

Separarli con cura l'uno dall'altro. Rimuovere ogni piastra singolarmente per evitare di ferirsi con i bordi taglienti, lavorare con guanti protettivi spessi. Quando si lavora con l'acido, sostituirli con guanti di gomma.

Preparare un contenitore in cui mettere a bagno le piastre, tenendo conto che devono essere completamente immerse nel liquido.

Utilizzare un detergente secondo le istruzioni allegate. L'aceto da tavola si diluisce con acqua in rapporto 1 a 3. L'acido citrico in polvere in rapporto 1 a 10. L'acqua per la soluzione viene preriscaldata a 40°C. Le piastre vengono immerse nella soluzione per 1 ora, dopodiché sotto acqua corrente si rimuovono con una spazzola i depositi rimanenti.

Dopo lo smontaggio e la pulizia, disporre le piastre in posizione orizzontale, in modo che giacciano su un tavolo o un'altra superficie di lavoro.

Per lavare lo scambiatore di calore dal calcare, non è necessario acquistare un booster, è sufficiente avere una pompa, e tutto il resto si può facilmente fare da sé.

Durante lo smontaggio dello scambiatore di calore, controllare anche le guarnizioni e gli elementi di tenuta e, in caso di danni, sostituirli con nuovi. Si consiglia di sostituire tutte le guarnizioni contemporaneamente, anche se solo una è usurata. Eseguire il montaggio di tutti gli elementi nell'ordine inverso rispetto allo smontaggio. Installare lo scambiatore di calore al suo posto.

Lavaggio dello scambiatore di calore a fascio tubiero

Spegnere la caldaia, chiudere i rubinetti sui tubi di ingresso per conservare l'acqua nell'impianto di riscaldamento. Scaricare l'acqua dallo scambiatore di calore. Scollegare i cavi dal termorelé e scollegare i tubi dell'acqua calda sanitaria. Svitare i dadi e le viti autofilettanti che fissano lo scambiatore di calore, rimuoverlo.

Con una manutenzione regolare della caldaia e un corretto funzionamento, la fuliggine si forma in quantità moderate e può essere rimossa con un normale spazzolino da denti.

Per lavare lo scambiatore di calore a fascio tubiero da uno spesso strato di depositi carbonatici, è necessario estrarlo dal corpo. Il processo di smontaggio non richiede competenze particolari.

Ispezioni visivamente le superfici. In presenza di fuliggine sulle alette o su altre aree, immerga lo scambiatore in un detergente alcalino. Può essere anche una soluzione di sapone comune.

Se non diversamente indicato nelle istruzioni, l'ammollo deve durare circa 15 minuti. Quindi rimuova la fuliggine con una spazzola. Sciacqui lo scambiatore sotto acqua corrente con buona pressione.

Per rimuovere il calcare, posizioni lo scambiatore in una bacinella o altro contenitore. Versi nei tubi una soluzione di acido citrico (concentrazione al 10%). Dopo 12-15 ore, sciacqui i tubi con acqua pulita. Sciacqui o sostituisca anche i filtri del circuito di acqua calda sanitaria.

Riposizioni lo scambiatore al suo posto. Dopo la pulizia, è consigliabile sostituire anche tutte le guarnizioni. Se le guarnizioni sono in gomma, utilizzi silicone per lubrificarle.

Successivamente, è necessario verificare la tenuta dello scambiatore. Applichi una soluzione saponata satura sui raccordi del circuito gas. In presenza di perdite, si formeranno bolle nelle aree insaponate.

Dopo aver completato il lavaggio della caldaia a pavimento, verifichi la tenuta, i collegamenti elettrici e il funzionamento in diverse modalità, ripristini le impostazioni e avvii.

Durante la verifica del circuito idraulico in una caldaia a gas a doppio circuito, si attivano separatamente il sistema di riscaldamento e quello di acqua calda sanitaria e si ispeziona ogni giunto smontabile. In caso di perdita, è necessario stringere il dado o installare una nuova guarnizione.

Particolarità del lavaggio degli scambiatori di calore coassiali

Spesso i tubi dello scambiatore bitermico sono realizzati in metalli diversi. Il tubo esterno può essere in acciaio, mentre quello interno in rame. Pertanto, per il lavaggio è necessario utilizzare un prodotto universale, che viene versato nei tubi, lasciato agire per il tempo necessario e scaricato. Lo scambiatore viene lavato e rimesso al suo posto.

Pulizia e lavaggio delle caldaie a pavimento

La rimozione di calcare e fuliggine viene eseguita senza smontare lo scambiatore. Si utilizza una pompa di lavaggio (booster). Nel suo serbatoio viene versata una soluzione acquosa di acido citrico. Per 2 litri di acqua calda sono necessari 200 grammi di acido citrico in polvere.

Prima di pulire una caldaia a gas a pavimento, chiudere i rubinetti di alimentazione del gas e dell'acqua, scaricare l'acqua dal circuito di riscaldamento e dell'acqua calda sanitaria. Successivamente, è necessario accedere allo scambiatore di calore. Rimuovere lo sportello, scollegare i cavi collegati all'elemento piezoelettrico, rimuovere la termocoppia e l'ugello, smontare il sistema di accensione e il bruciatore.

Sviti i dadi che fissano il coperchio superiore e lo rimuova. Ha accesso allo scambiatore e lo pulisca dalla fuliggine con una spazzola e uno scovolino.

Collegare le uscite del booster ai raccordi dello scambiatore di calore. Il booster, sotto pressione, pomperà una soluzione di acido citrico nel tubo. Circolando nel circuito per 4-6 ore, essa dissolverà il calcare. Il tempo di lavaggio dipende dal livello di incrostazione.

Per tenere sotto controllo il processo, utilizzare un pH-metro. Questo strumento mostrerà la variazione della concentrazione di acido nella soluzione, che avviene a seguito della reazione chimica di dissoluzione dei depositi carbonatici.

Se l'acido si è neutralizzato e sul dispositivo viene visualizzato un valore di pH 1, potrebbe essere necessario ripetere il processo dall'inizio. Un livello di pH stabile tra 2 e 4 indica la rimozione del calcare.

Alla fine, i tubi vengono lavati con una soluzione di bicarbonato di sodio per neutralizzare le tracce residue del reagente. Successivamente, non resta che rimontare i componenti, verificare la tenuta dell'unità mediante insaponatura e ispezione visiva dei raccordi, oppure tramite pressurizzazione. In assenza di perdite di gas e acqua, la caldaia funziona normalmente.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Lo scambiatore di calore di una caldaia a gas può essere facilmente lavato in casa senza l'utilizzo di attrezzature professionali:

Come lavare dal calcare lo scambiatore di calore secondario di una caldaia a doppio circuito e cosa serve:

I metodi e i prodotti moderni aiutano a combattere efficacemente il calcare e prevenirne la formazione. L'importante è non dimenticare di lavare periodicamente lo scambiatore di calore, affinché le prestazioni effettive della caldaia a gas corrispondano ai dati di targa per tutta la durata di esercizio.

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