L'acqua è stata utilizzata per raffreddare e riscaldare l'aria nelle batterie di scambio termico a tubi alettati praticamente fin dagli albori del riscaldamento e della climatizzazione. Anche il congelamento del fluido e i conseguenti danni alle batterie sono un problema che si presenta da tempo. Si tratta di un problema sistematico che spesso è prevenibile. In questo articolo, abbiamo elencato alcuni suggerimenti per prevenire il congelamento delle batterie durante l'inverno.
- Se l'unità non è in funzione durante l'inverno, è necessario far fuoriuscire tutta l'acqua dall'impianto per evitare rotture della serpentina.
- In caso di emergenza, come un'interruzione di corrente o un intervento sulla rete 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 batteria e un calo di temperatura all'interno dell'UTA potrebbe causare la formazione di ghiaccio. La temperatura all'interno dell'UTA deve mantenersi al di sopra dei 5 °C.
- Pulizia regolare della serpentina e del filtro dell'acqua. Oggetti incastrati nelle tubazioni che causano una cattiva circolazione dell'acqua. Intrappolamento di liquidi nel tubo della serpentina, con conseguenti danni alla serpentina in caso di congelamento.
- Progettazione inadeguata del sistema di controllo. Alcuni sistemi di controllo regolano solo l'apertura della valvola dell'acqua, non la velocità della ventola, in base al regolatore di temperatura interna. La mancanza di controllo della ventola determina una debole circolazione dell'acqua e un volume d'aria elevato, con conseguente congelamento dell'acqua nella serpentina. (La velocità standard dell'acqua nella serpentina dovrebbe essere regolata a 0,6-1,6 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 manifesta come un'area gonfia nel collettore o nella curva del tubo che si è espansa. Nella maggior parte dei casi, è l'area che si romperà.
Di seguito è riportato il calcolo della pressione dovuta alla bobina congelata.
P=ε×E Kg/cm2
ε = Volume crescente (Condizioni: 1 pressione atmosferica, 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 sfavorevole è la causa dei danni da congelamento a una serpentina. I danni alla serpentina dovuti al congelamento di una linea del liquido sono dovuti all'estrema pressione prodotta durante la formazione di ghiaccio. L'area che contiene questo ghiaccio può sopportare questa pressione aggiuntiva solo fino a raggiungere un limite che causa danni allo scambiatore di calore e conseguente guasto.
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Data di pubblicazione: 15-gen-2021