Alloggiamenti per filtri destinati alla protezione di refrigeratori e scambiatori di calore a piastre

Ho visto operatori stressarsi per la diagnostica dei compressori, il carico di refrigerante, gli allarmi del PLC, la regolazione dei convertitori di frequenza e il dosaggio dei prodotti chimici, mentre una cartuccia filtrante per sedimenti di bassa qualità, sovraccarica, in bypass o addirittura assente, era posizionata a monte dello scambiatore di calore che doveva effettivamente trasferire il carico. Cosa riportava il rapporto post-guasto? “Scarsa qualità dell’acqua”. Molto pratico, vero?

Gli alloggiamenti dei filtri non sono attraenti. Non si vendono bene come i refrigeratori. Non attirano l’attenzione degli ingegneri come uno scambiatore di calore a piastre brasate, un condensatore a fascio tubiero o un gruppo di pompe a velocità variabile. Eppure, in un vero sistema di filtrazione dell’acqua per il condizionamento dell’aria, è l’alloggiamento a fungere da “custode”. Non solo la cartuccia. La struttura portante.

Ed ecco il mio punto di vista un po’ antiquato: la maggior parte delle falle nella sicurezza dei refrigeratori non è causata dall’assenza di filtri, bensì da una progettazione approssimativa dei sistemi di filtraggio.

Alloggiamenti per filtri destinati alla protezione di refrigeratori e scambiatori di calore a piastre

Perché gli alloggiamenti per filtri sono una polizza assicurativa a basso costo che nessuno pianifica efficacemente nel proprio budget

Un alloggiamento per filtri è un recipiente resistente alla pressione che contiene una cartuccia, un sacchetto, un cestello o un elemento filtrante sostituibile, in modo che i solidi trattenuti possano essere rimossi dall’acqua di processo, dall’acqua del condensatore, dall’acqua refrigerata o dall’acqua del circuito chiuso dell’impianto di climatizzazione prima che possano danneggiare le apparecchiature sensibili.

Uno strumento semplice. Conseguenze costose.

Quando parliamo di alloggiamenti dei filtri Per quanto riguarda la sicurezza dei refrigeratori e degli scambiatori di calore a piastre, in realtà stiamo parlando di quattro aspetti contemporaneamente: accumulo di sporco, sicurezza della circolazione, pressione differenziale e tecnica di manutenzione. Se ne trascura anche solo uno, il sistema diventa un caso di guasto annunciato.

Le linee guida per l’acquisto di refrigeratori elettrici emanate dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti nell’ottobre 2024 dimostrano quanto rigorosamente i refrigeratori moderni vengano valutati in base all’efficienza, con le apparecchiature centrifughe raffreddate ad acqua con capacità ≥ 600 heap specificate in una tabella FEMP con un'efficienza a pieno carico di 0,501 kW/ton e un IPLV di 0,500. Questo è il tipo di prestazioni che si inseriscono nei documenti di appalto. Dopodiché alimentano il circuito del condensatore con acqua sporca e poi si stupiscono quando il trasferimento di calore non funziona.

So che può sembrare un po’ duro.

Ottimo.

Poiché il mercato continua a considerare l'alloggiamento del filtro di un frigorifero come un dispositivo e non come un elemento di controllo del rischio.

La catena nascosta dei guasti: sabbia, ruggine, biofilm, incrostazioni… e poi si cerca un colpevole

La serie è di solito noiosa. Ecco perché viene trascurata.

Una guarnizione della pompa perde materiale. Una vecchia tubazione in acciaio al carbonio rilascia ruggine. Lo sporco proveniente dalla vasca della torre di raffreddamento penetra nel circuito. L’acqua di lavaggio conferisce compattezza. I tratti morti e le zone a bassa portata favoriscono lo sviluppo microbiologico. A quel punto, lo scambiatore di calore della “home plate” inizia a comportarsi come un altro apparecchio.

All'inizio lo scambiatore di calore non presenta un “guasto” evidente. Mostra segni di malfunzionamento. Accetta livelli di temperatura di mandata più elevati. Richiede una prevalenza della pompa ancora maggiore. Costringe il refrigeratore a lavorare a regimi più elevati. Induce il personale addetto alla manutenzione a ritenere che l'impianto sia ancora funzionante, poiché continua a produrre acqua refrigerata.

Tuttavia, il margine è ormai sparito.

Per quanto riguarda gli impianti di torri di raffreddamento, le linee guida dell’EPA del 2024 indicano chiaramente che le torri di raffreddamento possono costituire un luogo di proliferazione per Legionella pneumophila, la cui aerosolizzazione può verificarsi se le torri non vengono sottoposte a una corretta manutenzione. Il rapporto tiene inoltre conto dei quasi 10.000 casi di sindrome del legionario segnalati negli Stati Uniti nel 2018, avvertendo al contempo che la malattia è probabilmente sottodiagnosticata.

No, un alloggiamento per filtro a sedimenti non costituisce un programma di controllo della Legionella.

Tuttavia, elimina i solidi in sospensione che alimentano i fanghi, favoriscono la formazione di depositi e rendono complesso il controllo chimico. Chiunque promuova la filtrazione a cartuccia come una soluzione miracolosa dal punto di vista microbiologico sta esagerando. Chiunque trascuri la gestione dei solidi in un piano di monitoraggio dell’acqua sta sottovalutando il problema.

Alloggiamenti per filtri destinati alla protezione di refrigeratori e scambiatori di calore a piastre

Alloggiamento del filtro del refrigeratore vs filtro dello scambiatore di calore a piastre: non svolgono la stessa funzione

Un filtro per impianti di refrigerazione viene solitamente scelto per proteggere evaporatori, condensatori, pompe, valvole, filtri di sicurezza e dispositivi di controllo dalle particelle in sospensione. Un filtro per scambiatori di calore a piastre è molto più efficace, poiché i passaggi stretti, le piastre a chevron e le zone ad alta turbolenza sono in grado di intrappolare rapidamente le particelle fini.

Quella differenza è importante.

Per quanto riguarda i refrigeratori, in genere tengo conto della pulizia dei circuiti, della sicurezza delle pompe e dell’affidabilità a lungo termine dello scambio termico. Per gli scambiatori di calore a piastre, invece, prendo in considerazione l’ostruzione dei canali, l’incrostazione localizzata e i rapidi picchi di pressione differenziale. Un sistema ti concede tempo. L’altro ti punisce già venerdì.

Uno scambiatore di calore a piastre non richiede un filtro "eroico". Ha bisogno della giusta protezione a monte, dimensionata in base alla portata effettiva e alla quantità di polvere, non alle promesse ottimistiche riportate nei cataloghi.

Per un controllo moderato dei sedimenti prima dell'utilizzo di piccoli strumenti di trasferimento termico, un Cartuccia filtrante in PP da 5 micron per impianti idrici da 10 pollici è adatto al tipo di filtrazione di fascia media che caratterizza molti sistemi aziendali di fascia bassa. Per una pulizia più accurata, in particolare nei casi in cui il particolato fine si sia già rivelato problematico, un Cartuccia filtrante di ricambio in PP da 1 micron per sedimenti può avere senso, ma solo se la superficie abitativa e la frequenza delle sostituzioni sono realistiche.

Una pulizia approfondita sembra una scelta saggia. Spesso, però, si tratta solo di un intervento costoso che intasa ulteriormente l'impianto.

Micron Scores: dove i progettisti acquistano in eccesso e gli operatori trascurano la manutenzione

Ecco dove sta il problema: la gente sceglie 1 micron perché sembra migliore di 5 micron, e 5 micron perché suona decisamente meglio di 50 micron. Questo è un ragionamento da opuscolo, non logica pratica.

Una classifica dei filtri non è una gerarchia etica.

In presenza di acqua di condensazione molto sporca, passare direttamente a una cartuccia da 1 micron può compromettere la durata della cartuccia e causare problemi persistenti di caduta di pressione. In caso di acqua di raffreddamento a circuito chiuso relativamente pulita, una cartuccia da 5 o 10 micron potrebbe rappresentare un valido punto di partenza. Nella prefiltrazione a livello della torre di raffreddamento o del locale tecnico, una cartuccia da 25–50 micron potrebbe rappresentare un primo stadio adeguato prima di passare a una protezione più fine.

Il miglior alloggiamento del filtro per la sicurezza dei refrigeratori non è necessariamente la combinazione alloggiamento-cartuccia più ermetica. È invece quella che rimuove i solidi dannosi senza compromettere l’alimentazione dell’impianto, senza andare in bypass in condizioni di stress e senza essere trascurata durante la manutenzione.

In caso di maggiore concentrazione di polvere, un cartuccia in polipropilene (PP) di grandi dimensioni per impianti di trattamento delle acque è più simile ai sistemi di filtrazione industriali che a una piccola cartuccia di tipo domestico. Per intervalli di manutenzione più lunghi in impianti di dimensioni maggiori, Cartucce filtranti in PP da 10/20/30/40 pollici per depuratori d'acqua offrire ai progettisti maggiore libertà di adattare le dimensioni delle cartucce alle esigenze del flusso.

Alloggiamenti per filtri destinati alla protezione di refrigeratori e scambiatori di calore a piastre

Dove mi stabilirei sicuramente nel settore immobiliare

Posiziona il filtro dove garantisce la sicurezza dell'impianto, non dove sembra più bello in un'illustrazione su un skid.

Per garantire la sicurezza degli scambiatori di calore a piastre, è opportuno prevedere un sistema di filtrazione a monte dello scambiatore, possibilmente a valle delle apparecchiature che generano la maggior parte delle impurità, dotato di valvole di isolamento, dispositivi di rilevamento delle sollecitazioni, accessibilità allo scarico e tubazioni diritte sufficienti a evitare che la manutenzione si trasformi in un ostacolo. Per un refrigeratore, la depurazione in derivazione può essere utile nei circuiti chiusi, mentre la filtrazione a flusso pieno può essere giustificata quando il carico, il livello di incrostazione o la qualità dell’acqua lo richiedono.

E, per favore, indica la pressione differenziale.

Senza dati, niente tecnica. Senza analisi della pressione in ingresso e in uscita, il team di manutenzione sostituisce le cartucce basandosi su supposizioni: troppo presto quando i budget sono sotto pressione, troppo tardi quando nessuno vuole tempi di inattività.

filtro per acqua potabile con cartuccia sedimentante in PP può essere d'aiuto nei sistemi di piccole dimensioni, poiché la valutazione visiva modifica le abitudini. Gli operatori tendono a ignorare ciò che non riescono a vedere. Nelle aree meccaniche più grandi, preferisco affidarmi ai dati di pressione piuttosto che alla valutazione a occhio, ma l'ispezione visiva rimane comunque utile durante la messa in servizio e la risoluzione dei problemi.

Prodotto a cartuccia, dimensioni dell'alloggiamento e aspetti economici della manutenzione

Le cartucce in polipropilene prodotte con il processo “melt-blown” sono preferibili in quanto sono in grado di svolgere numerose funzioni di filtrazione dell’acqua, trattengono le impurità grazie al filtraggio in profondità e presentano un rapporto costo-efficacia tale da consentirne la sostituzione programmata. Il problema non è il prodotto. Il punto debole è la scelta di una dimensione insufficiente.

Spazio ridottissimo. Circuito troppo lungo. Idea poco riuscita.

Quando un appaltatore installa un piccolo alloggiamento su un circuito soggetto a un elevato accumulo di polvere, tutti ne risentono: gli operatori subiscono fastidiosi cali di pressione, lo scambiatore di calore continua a intasarsi a causa del bypass o di una sostituzione tardiva, e si inizia a considerare le cartucce come “troppo costose” perché vengono consumate a causa di un dimensionamento errato.

Per la preparazione di sostituti sfusi, Cartucce filtranti per acqua RO da 10/20/30/40 pollici, disponibili nelle versioni da 1, 5, 10, 25, 50 e 100 micron consentire alle squadre di manutenzione di organizzare in modo sistematico le scorte, invece di ricorrere ad acquisti frenetici di filtri con valori di micronaggio arbitrari. Per la prefiltrazione degli impianti a osmosi inversa (RO) o per progetti di pretrattamento su scala più ampia, un Cartuccia filtrante per acqua in PP da 40 pollici con spazio dedicato alla cartuccia mette in luce i vantaggi del modello a cartuccia più lunga: maggiore spazio per i materiali filtranti, migliore capacità di trattenere la polvere, meno arresti non necessari.

Tabella comparativa: Metodo di alloggiamento dei filtri in base al livello di rischio

Stato del sistemaStrategia immobiliare consigliataFattore iniziale normale in micronCosa terrei d'occhioUna realtà difficile
Acqua refrigerata a circuito chiuso, storia pulitaAlloggiamento per cartuccia a flusso secondario o a flusso pieno5–10 micronSollecitazione differenziale, ferro, torbiditàUna filtrazione eccessiva comporta uno spreco di cartucce
Scambiatore di calore a piastre con flussi ridottiSpazio disponibile a monte per cartucce o sacchi a flusso pieno5 micron, quindi regolareTemperatura di approccio, diminuzione della pressioneUn solo evento di detriti può bloccare rapidamente le piastre
Lacuna relativa al circuito del condensatore della torre di raffreddamentoPrefiltrazione robusta più filtrazione secondaria più finePrimo stadio da 25–50 micronSostanze solide nei contenitori, conduttività, microbiologiaRimuovere rapidamente gli ostacoli alla purificazione causati esclusivamente dal fine
Refrigeratore di processo con acqua di scarico proveniente dalla produzione di cosmeticiImmobili commerciali destinati a filtri presentati50 → 10 → 5 micronDurata della cartuccia, portata, ΔPUn immobile non risolve quasi mai il problema della scarsa qualità dell'acqua
Prefiltrazione RO prima dell'utilizzo per il raffreddamentoAlloggiamento per cartuccia di formato lungo5 micron o menoSDI, torbidità, calo di pressioneLe dimensioni della cartuccia sono importanti, purché il grado di filtrazione sia espresso in micron
Alloggiamenti per filtri destinati alla protezione di refrigeratori e scambiatori di calore a piastre

Cosa rivela davvero la prova del 2024

Le linee guida del programma di monitoraggio idrico del CDC del marzo 2024 indicano che i gruppi di gestione devono definire i sistemi idrici, individuare i problemi potenzialmente dannosi, decidere dove applicare e monitorare le misure di controllo, sviluppare azioni di risanamento, verificare e convalidare l’efficacia e documentare le attività. Non si tratta di un lavoro affascinante. È una questione di disciplina operativa.

Le linee guida dell’EPA dell’agosto 2024 relative alle torri di raffreddamento approfondiscono maggiormente i casi relativi ai prodotti antimicrobici, indicando che tali prodotti possono essere utilizzati come parte di un piano generale di gestione dell’acqua e fornendo esempi di dati di laboratorio che attestano una riduzione del 99,999% per la rimozione e del 99,9% per la manutenzione ordinaria in condizioni di test specificate. Si noti l’espressione “parte di”. Non è una pozione magica. Non è una sostanza chimica miracolosa. È una componente di un sistema controllato.

È proprio lì che vanno collocati gli immobili destinati alla filtrazione.

Non costituiscono l'intero programma di trattamento delle acque. Rappresentano la fase meccanica di controllo dei solidi che garantisce il corretto funzionamento del resto del programma.

Come proteggere gli scambiatori di calore a piastre dall'incrostazione

Parti dalla realtà dei fatti, non da stime ottimistiche.

Se l'impianto presenta tubazioni in acciaio obsolete, torri di raffreddamento a cielo aperto, detriti edili, deterioramento del glicole o spurgo irregolare, è necessario ovviare a tali problemi. La scelta del filtro per lo scambiatore di calore a piastre deve avvenire dopo aver valutato la portata, la caduta di pressione ammissibile, la distanza tra le piastre, la storia delle incrostazioni, la disponibilità delle cartucce e l'accessibilità per la manutenzione.

La mia tecnica preferita è quella della sicurezza organizzata: eliminazione grossolana prima di una purificazione approfondita, poi analisi dei dati. Se una cartuccia da 50 micron trattiene ruggine e sabbia in quantità consistente, non fingere che una singola cartuccia da 1 micron sia mai stata la prima linea di difesa adeguata. Se le cartucce da 5 micron durano mesi con una caduta di pressione contenuta, non aggiungere complessità solo per impressionare un esperto.

Inoltre, evitate di installare un filtro in un punto in cui la sostituzione della cartuccia richieda l’uso di una scala, una discussione accesa e due tecnici arrabbiati. Un accesso difficile si traduce in una manutenzione inadeguata. Una manutenzione inadeguata si traduce in incrostazioni. Le incrostazioni finiscono per diventare un “strano” problema di prestazioni.

Non è mai stato, in assoluto, qualcosa di mistico.

Gli errori di acquisto che continuo a vedere

L'errore principale è basarsi esclusivamente sulle dimensioni dell'attacco. Un raccordo da 1 pollice o da 2 pollici non fornisce praticamente alcuna informazione sulla capacità di filtrazione, sulla superficie della cartuccia o sull'intervallo di manutenzione.

Il secondo errore consiste nel trascurare le abitudini di bypass. Se la cartuccia si intasa e il sistema costringe il flusso a aggirare il componente, lo spazio occupato dal filtro finisce per diventare un recipiente sotto pressione particolarmente soggetto a sollecitazioni.

Il terzo errore è trascurare la chimica. Il polipropilene è generalmente utile, ma la temperatura, il pH, gli ossidanti, il glicole, gli inibitori di ruggine, i biocidi e i disperdenti continuano ad avere importanza. Le linee guida dell’EPA per l’analisi delle torri di raffreddamento raccomandano di includere nei test sostitutivi sostanze effettivamente presenti nell’acqua delle torri, quali l’inibitore di incrostazioni PBTC, il tolytriazolo per la prevenzione del deterioramento, il disperdente a base di acido poliacrilico e l’acido umico. Questo dovrebbe farvi capire una cosa: l’acqua di raffreddamento è chimicamente complessa.

Il quarto errore è dare per scontato che l’operatore “saprà semplicemente” quando sostituire le cartucce. Non sarà così. È necessario fornire limiti di pressione differenziale, scorte aggiuntive di cartucce, valvole di isolamento, tubi di scarico, etichette e un intervallo di manutenzione compatibile con i livelli effettivi di personale.

DOMANDE FREQUENTI

A cosa servono i filtri per garantire la sicurezza dei refrigeratori?

Gli alloggiamenti dei filtri per la protezione dei refrigeratori sono recipienti a pressione che contengono cartucce per sedimenti, sacchetti, cestelli o elementi filtranti per rimuovere i solidi in sospensione dall’acqua refrigerata, dall’acqua del condensatore o dai circuiti di raffreddamento di processo, prima che i detriti raggiungano i refrigeratori, le pompe, le valvole di intercettazione e le superfici di scambio termico. Riducono il rischio di incrostazioni, favoriscono la circolazione e semplificano notevolmente la gestione del trattamento dell’acqua.

In pratica, le questioni relative all'alloggiamento dipendono dalle dimensioni della cartuccia. Un alloggiamento di piccole dimensioni con una cartuccia sottile potrebbe ostruirsi rapidamente, mentre un alloggiamento per filtri industriale delle giuste dimensioni è in grado di proteggere i dispositivi di scambio termico senza causare una caduta di pressione inaccettabile.

Qual è la granulometria più indicata per l'alloggiamento di un filtro per refrigeratore?

Il valore di filtrazione in micron ottimale per l’alloggiamento di un filtro per refrigeratore è quello che consente di eliminare il particolato nocivo, garantendo al contempo la portata, la durata della cartuccia e una pressione differenziale accettabile in condizioni reali di carico di impurità dell’impianto. Diversi sistemi a circuito chiuso partono da valori compresi tra 5 e 10 micron, mentre i sistemi con condensatori o torri di raffreddamento più sporchi richiedono spesso una prefiltrazione più grossolana come primo stadio.

Preferirei vedere una tecnica da 50 → 10 → 5 micron che venga mantenuta, piuttosto che una singola cartuccia da 1 micron che si intasa, va in bypass e viene dimenticata dopo il terzo allarme di malfunzionamento.

In che modo esattamente il filtro di uno scambiatore di calore a piastre previene l’intasamento?

Un filtro per scambiatori di calore a piastre impedisce l’intasamento trattenendo corrosione, sabbia, residui delle tubazioni, particelle biologiche e sedimenti in sospensione prima che tali solidi entrino nelle reti di piastre sottili, dove potrebbero depositarsi, limitare il flusso, aumentare la caduta di pressione e ridurre il trasferimento di calore. È particolarmente utile poiché gli scambiatori a piastre hanno una tolleranza alle particelle inferiore rispetto a molti modelli a guscio e tubi.

Il filtro non modifica la terapia chimica, la pulizia o l'erogazione dell'acqua. Garantisce a tali sistemi un funzionamento più pulito, in modo che lo scambiatore non finisca per fungere da primo separatore di polveri nell'impianto.

È meglio utilizzare un sistema di filtrazione a flusso pieno o a flusso laterale per la filtrazione dell'acqua di raffreddamento e di riscaldamento?

La filtrazione a flusso pieno tratta l'intero flusso dell'impianto prima che raggiunga i dispositivi protetti, mentre la filtrazione a flusso parziale purifica continuamente una percentuale minore del flusso nel tempo per ridurre i solidi in sospensione senza comportare una perdita di carico significativa sull'intero impianto. La scelta corretta dipende dalla storia di intasamento, dal livello di sensibilità delle apparecchiature, dalla portata, dalla fonte idrica e dalla capacità di manutenzione.

Per quanto riguarda gli scambiatori di calore a piastre, propendo per un sistema di sicurezza a flusso pieno a monte. Per i grandi circuiti chiusi di acqua refrigerata, la filtrazione a flusso laterale può rivelarsi efficace quando il rischio è rappresentato da un accumulo progressivo di particelle piuttosto che da un'ostruzione improvvisa.

Con quale frequenza è necessario sostituire le cartucce filtranti negli impianti di filtrazione dell'acqua di raffreddamento?

Le cartucce filtranti devono essere sostituite quando la pressione differenziale, la perdita di portata, i dati relativi alla qualità dell’acqua o un periodo di manutenzione prestabilito indicano che l’elemento ha effettivamente raggiunto la sua capacità utile di ritenzione delle impurità. Un programma di manutenzione basato esclusivamente su scadenze fisse non è sufficiente, poiché la durata delle cartucce varia in base a fattori quali episodi di corrosione, contaminazione della torre, detriti edili e variazioni stagionali della qualità dell’acqua.

Installare i misuratori. Registrare le letture su nastro. Stabilire una soglia di sostituzione. Quindi rifornirsi delle cartucce giuste prima che il conducente ne abbia bisogno, poiché l’acquisto di cartucce in situazioni di emergenza è proprio ciò che rende incostanti i programmi di depurazione.

Smettete di considerare la purificazione come un prodotto di linea usa e getta

I filtri immobiliari non sono semplicemente dei contenitori per cartucce. Rappresentano una scelta tecnica in materia di sicurezza.

Possiamo provvedere alla protezione del refrigeratore, dello scambiatore di calore a piastre, delle pompe e dei sistemi di controllo prima che si verifichino le incrostazioni, oppure possiamo pagare le conseguenze in un secondo momento sotto forma di temperature di processo più elevate, sovradosaggio di prodotti chimici, pulizie d’emergenza, perdita di capacità produttiva e riunioni fuori orario per attribuire le responsabilità.

Il mio consiglio è sincero: dimensionate correttamente l’impianto, impostate i valori di micron in modo accurato, gestite le sollecitazioni differenziali e rendete la sostituzione delle cartucce così semplice che gli utenti la effettuino davvero.

Hai bisogno di aiuto per scegliere la cartuccia e la configurazione dell'alloggiamento più adatte alla protezione di un refrigeratore o di uno scambiatore di calore a piastre? Parti dalla portata, dalla fonte d'acqua, dal valore in micron desiderato, dalla caduta di pressione ammissibile e dalla frequenza di manutenzione, quindi adatta l'alloggiamento all'applicazione, e non viceversa.

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