L'acqua viene utilizzata per raffreddare e riscaldare l'aria nelle serpentine di scambio termico a tubi alettati praticamente dagli albori del riscaldamento e del condizionamento dell'aria. Il congelamento del fluido e il conseguente danneggiamento delle serpentine sono problemi che si verificano da altrettanto tempo. Si tratta di un problema sistemico che, in molti casi, è prevenibile.
In questo articolo abbiamo elencato alcuni consigli che ti aiuteranno a prevenire il congelamento della bobina di raffreddamento in inverno.
1. Se l'unità non è in funzione durante l'inverno, tutta l'acqua presente nel sistema deve essere scaricata per evitare la rottura della serpentina.
2. In situazioni di emergenza, come interruzioni di corrente o interventi di manutenzione elettrica, la serranda dell'aria deve essere chiusa immediatamente per impedire l'ingresso di aria esterna nel sistema. Il fluido non viene pompato attraverso la serpentina e il calo di temperatura all'interno dell'unità di trattamento aria (UTA) può causare la formazione di ghiaccio. La temperatura all'interno dell'UTA deve mantenersi al di sopra dei 5 °C.
3. Pulire regolarmente la serpentina e il filtro dell'acqua. Oggetti incastrati nelle tubature possono causare una scarsa circolazione dell'acqua. Il liquido può rimanere intrappolato nel tubo della serpentina, danneggiandola in caso di gelo.
4. Progettazione inadeguata del sistema di controllo. Alcuni sistemi di controllo regolano solo l'apertura della valvola dell'acqua e non la velocità della ventola in base al termostato interno. La mancanza di controllo della ventola provoca una circolazione dell'acqua debole e un volume d'aria elevato, causando il congelamento dell'acqua nella serpentina. (La velocità standard dell'acqua nella serpentina dovrebbe essere controllata tra 0,6 e 1,6 m/s).
Il circuito della bobina dove si accumula la pressione e il punto più debole di quel circuito. Test approfonditi hanno dimostrato che il guasto si manifesterà come un'area gonfia nel collettore del tubo o nella curva che si è espansa. Nella maggior parte dei casi, è l'area che si romperà.
Di seguito è riportato il calcolo della pressione dovuta al congelamento della serpentina.
P=ε×E Kg/cm2
ε = Volume crescente (Condizione: 1 atmosfera di pressione, 0℃, volume di 1 kg di acqua)
ε = 1÷0,9167＝1,0909 (aumento del volume del 9%)
E = modulo di elasticità a trazione (Ghiaccio = 2800 Kg/cm2)
P=ε×E=(1,0909-1)×2800=254,5 Kg/cm2
La pressione eccessiva è la causa dei danni da congelamento alle serpentine. I danni alle serpentine dovuti al congelamento della linea del liquido sono correlati all'estrema pressione prodotta durante la formazione del ghiaccio. L'area che contiene questo ghiaccio può sopportare questa pressione aggiuntiva solo fino a un certo punto, quando si raggiunge un limite che provoca danni allo scambiatore di calore e il conseguente guasto.
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Data di pubblicazione: 13 gennaio 2021
