Acqua negli Impianti Idrotermosanitari

Acqua negli impianti termici e sanitari

La maggior parte degli impianti termici di riscaldamento negli edifici utilizza l'acqua come fluido termovettore all'interno di un circuito chiuso che trasporta il calore agli elementi terminali dell'impianto termico, che a loro volta diffondono il calore in ambiente.



Impianti termici ad acqua sono realizzati anche per la climatizzazione estiva, utilizzando dei chiller come generatori e dei fancoil o dei pannelli radianti a pavimento per la distribuzione dell'energia termica in ambiente.

Gli impianti termici per riscaldamento ad acqua possono essere divisi in due tipologie: gli impianti termici ad alte temperature e quelli a basse temperature.

Gli impianti termici ad alte temperature lavorano con acqua in mandata agli elementi terminali dell'impianto termico a 70/80 °C, mentre gli impianti termici a basse temperature lavorano con acqua in mandata agli elementi terminali dell'impianto termico a circa 40°C.

Qualità dell'acqua ed impianti

In tutti gli impianti termici, la qualità dell'acqua è direttamente responsabile di fenomeni come la corrosione e le incrostazioni, che coinvolgono tutti i componenti degli impianti termici dal generatore, che è una caldaia o un chiller, alle valvole di regolazione e manovra, agli elementi terminali dell'impianto come piastre o pannelli radianti, radiatori, ventilconvettori e tubazioni, che incrostate possono ridurre i propri diametri utili con conseguenti cali di portata di acqua.

Negli impianti termici ad alte temperature particolarmente pronunciato è il fenomeno delle incrostazioni dovuto ai batteri che, privi di vita a temperature superiori a 60°C, si accumulano principalmente sugli scambiatori delle caldaie e poi sugli altri componenti degli impianti come circolatori, valvole e tubazioni, riducendone l'efficienza e compromettendone il corretto funzionamento.

Negli impianti termici a basse temperature il limite superiore di 40°C dell'acqua in mandata agli elementi radianti amplifica il fenomeno della proliferazione delle colonie batteriche sulle pareti dei componenti dell'impianto termico, a tali temperature è inoltre frequente la formazione di alghe e mucillagini.

Anche gli impianti sanitari per l'utilizzo quotidiano dell'acqua fredda calda e potabile e gli impianti a pannelli solari per la produzione di acqua calda sanitaria o per l'integrazione di energia agli impianti termici sono soggetti alle incrostazioni, alle corrosioni e alla proliferazione batterica.
L'utilizzo di trattamenti e specifici additivi, detti condizionamenti, contro la corrosione, la formazione di incrostazioni e la proliferazione batterica influenzano il rendimento degli impianti termici e sanitari attraverso il corretto funzionamento dei componenti degli impianti stessi. Il miglior punto per l'inserimento di additivi o condizionamenti nell'acqua dell'impianto termico è quello di maggiore turbolenza.

Il redimento di un impianto termico e sanitario è espresso dal rapporto tra il fabbisogno di energia termica utile e l'energia primaria delle fonti energetiche (naturali e rinnovabili e/o combustibili ed energia elettrica).

Il rendimento globale dell'impianto termico è legato al rendimento di produzione, distribuzione, regolazione e diffusione dell'energia termica, ed è funzione dell'efficienza di regolazione delle portate dell'acqua, delle prestazioni degli elementi radianti e della uniformità della distribuzione dell'acqua, che negli impianti termici a basse temperature corrisponde all'uniformità di distribuzione dell'energia termica negli ambienti.

A causa delle impurità dell'acqua, per un impianto termico nuovo il rendimento può abbassarsi fino al 10% nelle prime settimane di attività mentre per un impianto sanitario nuovo il calo del rendimento può superare anche il 20% nei primi mesi di attività.

L'utilizzo di polifosfati alimentari consente di limitare i problemi di incrostazione e corrosione negli impianti sanitari, l'utilizzo di specifici additivi negli impianti termici a pannelli solari, invece, consente di evitare le anomalie che alterano le caratteristiche del fluido termovettore derivanti dalle notevoli sollecitazioni in temperatura che possono arrivare a 300°C, nonostante la presenza nell'acqua dell'additivo glicole aggiunto in fase di installazione dell'impianto e in quantità proporzionali alle dimensioni dello stesso.

È sempre una buona norma proteggere gli impianti sanitari con un filtro a valle del punto di adduzione dell'acqua dalla rete pubblica e/o dagli acquedotti limitando in tal modo l'ingresso di corpi estranei, impurità e sabbie.

Acqua dura negli impianti termici e sanitari

La durezza dell'acqua ha un ruolo fondamentale nei fenomeni di incrostazioni e corrosioni ed oltre agli impianti termici e sanitari può creare seri problemi anche agli elettrodomestici, come lavatrici e lavastoviglie, deteriorare il gusto dell'acqua ed alterarne le capacità di lavaggio macchiando biancheria e stoviglie.

Quando si parla di durezza dell'acqua ci si riferisce al contenuto, in essa, di ioni, cioè particelle con cariche elettriche positive di calcio e magnesio poco solubili in acqua. L'unità di misura più diffusa della durezza dell'acqua è il grado francese °f.

Ogni grado francese rappresenta 10 mg di carbonato di calcio (CaCO₃) per litro di acqua (1° f = 10 mg/l = 10 ppm - parti per milione) ed i gradi possono essere semplicemente misurati con economici kit disponibili in commercio.

Le acque vengono classificate come:
molto dolci fino a 7 °f
dolci da 7 °f a 14 °f
mediamente dure da 14 °f a 22 °f
discretamente dure da 22 °f a 32 °f
dure da 32 °f a 54 °f:
molto dure oltre 54 °f

Durezza dell'acqua per uso domestico

L'addolcitore è uno strumento atto a rendere l'acqua più dolce sia per gli impianti termici che per i circuiti sanitari il quale fa fluire l'acqua da addolcire attraverso delle resine in grado di scambiare gli ioni di calcio e magnesio con quelli di sodio, che hanno una maggiore solubilità nell'acqua, evitando così la formazione di calcare ed i correlati fenomeni di corrosione.

Periodicamente le resine dell'addolcitore vengono rigenerate attraverso un trattamento che impiega cloruro di sodio, comunemente detto sale, e la rigenerazione avviene grazie ad una programmazione nel tempo in funzione delle esigenze degli utilizzatori o in funzione dei volumi di acqua utilizzati.

L'addolcitore di acqua può essere collegato ai tubi dell'impianto sanitario che portano l'acqua ad uno o più punti di erogazione in casa, e una chiusura di intercettazione a monte dell'addolcitore ed una a valle ne consentono l'isolamento dalla tubazione in caso di manutenzione o cattivo funzionamento; in tal caso una tubazione parallela a quella tra le chiusure fungerà da by-pass consentendo il funzionamento dell'impianto.

Relativamente agli impianti termici, il trattamento dell'acqua è normato dal D.P.R. N n° 59/09, che prescrive trattamenti chimici per impianti nuovi per caldaie fino a 100kW e durezza dell'acqua superiore a 15 °f e per la produzione di acqua calda e durezza dell'acqua superiore a 25 °f.
L'obbligo dell'addolcitore dell'acqua a monte degli impianti termici subentra per potenze tra i 100 kW ed i 350 kW, oltre i 350kW è necessario l'utilizzo di filtri di sicurezza sull'impianto termico da proteggere con un addolcitore di acqua, se quest'ultima ha una durezza superiore ai 15 °f.

La scelta di un addolcitore per impianti termici e sanitari e quella dei relativi gradi f° sono in funzione della quantità di acqua da trattare, della durezza della stessa e dell'intervallo di rigenerazione delle resine, perché un'acqua troppo dolce amplifica i fenomeni di corrosione.

Ph dell'acqua degli impianti termici e sanitari

Per tutti gli impianti termici e sanitari andrebbe verificato annualmente il valore del ph ed eventualmente ristabilito con lavaggi e prodotti specifici.

Il ph, acrostico di pondus hydrogenii (potere dell'idrogeno) indica l'acidità di una soluzione correlata alla quantità di ioni idrogeno disciolti in essa,potere misurato su una scala da 1 a 14.

Il valore 7 di ph è indicativo della condizione dell'acqua pura, priva di acidità, letteralmente neutra, i valori da 1 a 6 sono indicativi di acidità mentre i valori da 8 a 14 indicano le sostanze basiche o alcaline.

Dopo i trattamenti anticalcare ed anticorrosivi delle tubazioni degli impianti termici e sanitari, le stesse tubazioni andrebbero lavate con sostanze a ph neutro in grado di limitare i fenomeni che vedono le varie parti dell'impianto, tipo quelle in ferro e quelle in rame, corrodersi perché si comportano come una l'anodo e l'altra il catodo di una batteria, sfruttando l'acqua come liquido elettrolitico. Tali fenomeni possono localizzarsi in specifici punti, consumandoli al punto da causare possibili forature delle tubazioni degli impianti termici e o idrici, o manifestarsi in modo uniforme sulle tubazioni degli impianti.

Far circolare acqua pulita negli impianti termici e sanitari equivale a ridurre la spesa energetica dell'edificio migliorandone la classificazione energetica globale, ridurre i costi di manutenzione degli impianti termici e sanitari, ridurre i costi di detersivi e detergenti degli elettrodomestici svolgendo un azione ecologica per l'ambiente.