Με τη διαχείριση της ποιότητας του νερού θέρμανσης – ψύξης διατηρείται όχι μόνο η φυσική
ακεραιότητα του συστήματος, αλλά και η μακροπρόθεσμη αποδοτικότητα και η αποτελεσμα-
τικότητά του.
Της κ. Μαρίας Τριανταφύλλου*
Στα εμπορικά συστήματα θέρμανσης και κλιματισμού αναπτύσσονται συχνά προβλήματα λόγω της κακής ποιότητας του νερού. Για το λόγο αυτό είναι απαραίτητη η σωστή διαχείριση, για την αποτροπή της πρόωρης δυσλειτουργίας, της μειωμένης αποτελεσματικότητας και της περιορισμένης διάρκειας ζωής του συστήματος. Οι τέσσερις βασικοί λόγοι που μπορούν να οδηγήσουν σε βλάβη και μειωμένη απόδοση είναι η διάβρωση, τα άλατα, η μικροβιολογική μόλυνση και η καθίζηση στερεών ρύπων.
Όλοι αυτοί οι παράγοντες είναι αλληλένδετοι και επηρεάζουν ο ένας τον άλλο. Για παράδειγμα, η επικάθιση αλάτων μπορεί να οδηγήσει σε διάβρωση κάτω από την απόθεση, ενώ με την έκπλυση για την απομάκρυνση των ιζημάτων μπορεί να εισέλθει νέο νερό που περιέχει διαλυμένο οξυγόνο και που θα επιταχύνει τη διάβρωση.
Η διαχείριση των κλειστών συστημάτων θέρμανσης και ψύξης στα οποία κυκλοφορεί μεγάλος όγκος νερού πρέπει να είναι εξειδικευμένη, καθώς κάθε σύστημα παρουσιάζει διαφορετικές προκλήσεις, όπως είναι οι θερμοκρασίες λειτουργίας, τα χρησιμοποιούμενα υλικά, ο τύπος των τερματικών μονάδων, οι ταχύτητες ροής και διάφοροι παράγοντες που σχετίζονται με το σχεδιασμό του συστήματος.
Ρόλοι και αρμοδιότητες
Αρμόδιοι για την επεξεργασία νερού είναι συχνά οι επαγγελματίες που παρέχουν συντήρηση και αναλαμβάνουν τη συνεχή διατήρηση της σωστής λειτουργίας συστημάτων μετά την παράδοση. Οι συνήθεις εργασίες αφορούν την παρακολούθηση της πίεσης, τον καθαρισμό φίλτρων, βαλβίδων και αντλιών, τη διαχείριση της κυκλοφορίας νερού, την προσθήκη χημικών, την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού και την ανάγνωση των μετρητών νερού.
Κατά τη λήψη απόφασης σχετικά με το πρόγραμμα επεξεργασίας νερού για ένα συγκεκριμένο σύστημα, ο υπεύθυνος θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη το σχεδιασμό, την εγκατάσταση και τη διάταξη του συστήματος, εστιάζοντας σε σημεία δοσολόγησης, μονάδες φιλτραρίσματος και μονάδες απαέρωσης.
Ζητήματα σχεδιασμού και λειτουργίας
Τα υλικά που μπορεί να χρησιμοποιηθούν σε κλειστά συστήματα νερού είναι χάλυβας, ανοξείδωτο ατσάλι, αλουμίνιο, χαλκός, ελαστομερή και πλαστικά. Τα μέταλλα χρησιμοποιούνται για σωληνώσεις διανομής και εξοπλισμό, συμπεριλαμβανομένων των εναλλακτών θερμότητας, των αντλιών, των βαλβίδων και άλλων εκπομπών θερμότητας. Τα ελαστομερή χρησιμοποιούνται ως παρεμβύσματα, συμπεριλαμβανομένων των o-rings σε βαλβίδες και εξαρτήματα.
Για σωληνώσεις χρησιμοποιούνται πλαστικά όπως πολυβινυλοχλωρίδιο (polyvinyl chloride [PVC]), ABS (τριπολυμερές πλαστικό ακριλονιτριλίου [Α], βουταδιενίου [Β] και στυρενίου [S]), πολυαιθυλένιο και πολυπροπυλένιο, ενώ για μεμονωμένα εξαρτήματα και εξοπλισμό χρησιμοποιούνται πλαστικά όπως νάιλον ακετάλης και πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE).
Ο γαλβανισμένος χάλυβας γενικά δεν συνιστάται στα συστήματα θέρμανσης, επειδή η επίστρωση ψευδαργύρου φθείρεται όταν εκτίθεται σε υψηλή θερμοκρασία και ροή νερού, οδηγώντας σε διάβρωση και πιθανές διαρροές εντός του συστήματος, ειδικά όταν συνδυάζεται με άλλα μέταλλα όπως είναι ο χαλκός. Ο ρυθμός διάβρωσης των μετάλλων αποτρέπεται με την εξάλειψη της εισόδου οξυγόνου, με καλής ποιότητας νερό πλήρωσης και με χημικά πρόσθετα όπως είναι οι εγκεκριμένοι αναστολείς διάβρωσης.
Αν και τα μη μεταλλικά συστατικά όπως οι τσιμούχες ή τα διαφράγματα δεν υπόκεινται σε διάβρωση, μπορούν να υποστούν αλλοίωση εμφανίζοντας σκλήρυνση ή ρωγμές. Οι ρυθμοί ροής καθορίζονται από το σχεδιαστή του συστήματος για να εξασφαλίσουν σωστή μεταφορά θερμότητας σε θέρμανση και ψύξη.
Ωστόσο, η ταχύτητα ροής του νερού επηρεάζει τη συσσώρευση ακαθαρσιών σε συγκεκριμένα σημεία. Σε περιοχές με χαμηλή ταχύτητα, όπως σε σημεία κακής κυκλοφορίας ή «νεκρά σημεία», τα στερεά υλικά μπορεί να κατακάθονται στις σωληνώσεις. Η συσσώρευση αποθέσεων αυξάνει την πιθανότητα διάβρωσης κάτω από τις επικαθίσεις, καθώς αναπτύσσεται και βιορύπανση.
Η αυξανόμενη χρήση της τεχνολογίας των αντλιών θερμότητας έχει οδηγήσει στην ευρύτερη χρήση και των δοχείων αδράνειας στα συστήματα θέρμανσης. Τα δοχεία τείνουν να κατασκευάζονται από τυποποιημένο ήπιο χάλυβα, όπου με την πάροδο του χρόνου συσσωρεύονται αιωρούμενα στερεά αλλά και βακτήρια λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών λειτουργίας.
Το οξυγόνο μπορεί να εισέλθει στο σύστημα με διαπερατότητα και μέσω συνθετικών σωληνώσεων και εξαρτημάτων, όπως είναι οι πλαστικοί και εύκαμπτοι σωλήνες. Εάν χρησιμοποιούνται μεγάλες ποσότητες σωληνώσεων χωρίς φράγμα οξυγόνου ή/και εύκαμπτων σωλήνων, τότε αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε περαιτέρω διάβρωση.
Η παρουσία αέρα στα συστήματα θέρμανσης είναι ανεπιθύμητη αλλά δυστυχώς αναπόφευκτη, και εμφανίζεται σε τρεις μορφές: ως ελεύθερος αέρας, ως μικροφυσαλίδες και ως διαλυμένος αέρας. Για όλα τα συστήματα, συνιστάται η χρήση συσκευών απαέρωσης.
Αρχική πλήρωση νερού
Όταν πρόκειται για νέα εγκατάσταση, είναι πολύ πιο εύκολο να εφαρμοστεί ένα πλάνο για τη διατήρηση της αποδοτικότητάς της. Σε όλα τα συστήματα θέρμανσης με ισχύ μεγαλύτερη από 45kW θα πρέπει να εγκατασταθεί ένας μετρητής νερού. Κατά την αρχική πλήρωση πρέπει να γίνεται χρήση νερού καλής ποιότητας, όπως είναι το απιονισμένο νερό, και προσθήκη εγκεκριμένου αναστολέα διάβρωσης με ρυθμιστικά pH.
Εάν χρησιμοποιηθεί νερό του δικτύου ύδρευσης, πρέπει να συμμορφώνεται με τα πρότυπα ποιότητας του πόσιμου νερού και τα όρια ποιότητας νερού των κατασκευαστών. Επιπλέον, η χρήση προσεκτικά επιλεγμένων βιοκτόνων μπορεί να μειώσει σημαντικά τη βιορύπανση και τα συναφή προβλήματα.
Τα χαρακτηριστικά που μπορούν να καταστήσουν το νερό ακατάλληλο για χρήση εντός του συστήματος είναι η υψηλή σκληρότητα, η υψηλή συγκέντρωση διαλυμένων στερεών (ιδιαίτερα χλωριούχων και θειικών), τα αυξημένα μικροβιολογικά επίπεδα, καθώς και το αλκαλικό ή όξινο pH. Για το λόγο αυτό, είναι συνετό να ελέγχονται πλήρως οι πραγματικές συνθήκες και τα φορτία του συστήματος.
Δεν είναι όλα τα σημεία δειγματοληψίας νερού κατάλληλα για όλες τις αναλύσεις, ιδίως για καθιζάνοντα ή αιωρούμενα στερεά. Π.χ. για τη δειγματοληψία στερεών θα πρέπει να χρησιμοποιούνται χαμηλά σημεία, ενώ για παραμέτρους χημείας πρέπει να χρησιμοποιούνται σημεία δειγματοληψίας από υψηλά σημεία της εγκατάστασης.
Τα φίλτρα προστασίας (μαγνητικά, διαχωριστές κ.ά.) χρησιμοποιούνται ως επιπλέον μέσο προστασίας, και είναι συσκευές ειδικά σχεδιασμένες έτσι ώστε να συλλέγουν τα αιωρούμενα σωματίδια με σκοπό να αποστραγγίζονται περιοδικά από το σύστημα. Πρέπει να επιλέγονται βάσει των διαγραμμάτων ροής και λοιπών τεχνικών χαρακτηριστικών, ώστε να αποφεύγεται η μεγάλη πτώση πίεσης ακόμη και όταν έχουν κορεστεί.
Υφιστάμενα συστήματα
Εάν γίνεται σωστή διαχείριση της ποιότητας του νερού και εάν τα συστήματα λειτουργούν όπως έχουν σχεδιαστεί, τότε το σύστημα ενδέχεται να μην χρειαστεί καθαρισμό. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις όπου η κατάσταση του συστήματος και η ποιότητα του νερού μπορεί να επιδεινωθούν.
Μερικές περιπτώσεις που μπορούν να προκαλέσουν επιδείνωση της ποιότητας του νερού είναι η διακοπή της λειτουργίας του συστήματος, η λανθασμένη διαχείριση της επεξεργασίας νερού ή η παράβλεψή της, τα ακατάλληλα χημικά πρόσθετα επεξεργασίας νερού, καθώς και τα υψηλά ποσοστά διαρροής, με αποτέλεσμα την απώλεια αναστολέων.
Κατά τον προγραμματισμό των διορθωτικών εργασιών καθαρισμού πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η σοβαρότητα του προβλήματος και να αποφασίζεται η ελάχιστη παρέμβαση που θα το διορθώσει. Ακόμη πρέπει να συνυπολογίζονται:
– Το κόστος καθαρισμού σε σύγκριση με τη μερική ή ολική αντικατάσταση της εγκατάστασης.
– Τυχόν περιορισμοί στην παροχή νερού.]
– Η προστασία του ευαίσθητου εξοπλισμού (οι αντλίες και οι αισθητήρες πρέπει να ελέγχονται για συμβατότητα με τις προτεινόμενες εργασίες ή να αφαιρούνται προσωρινά).
– Η ελαχιστοποίηση της αναστάτωσης του ιδιοκτήτη.
– Η πρόσβαση σε επαρκή αποστράγγιση.
Θα πρέπει να γίνεται επίσης σωστή επιλογή των διαδικασιών καθαρισμού, ενώ η διάρκεια της έκπλυσης θα πρέπει να ελαχιστοποιείται, καθώς η προσθήκη νερού που περιέχει διαλυμένο οξυγόνο μπορεί να οδηγήσει σε λεπτό στρώμα επιφανειακής διάβρωσης στις επιφάνειες των σωλήνων.
Εξαερισμός
Είναι σημαντικό να εξαερίζεται πλήρως το σύστημα όταν εισέρχεται νερό. Διαφορετικά, υπάρχει κίνδυνος να δημιουργηθούν θύλακες παγιδευμένου αέρα που θα μπορούσαν να προκαλέσουν τοπική διάβρωση των σωλήνων. Τα συστήματα θα πρέπει, όπου είναι δυνατό, να γεμίζουν από το χαμηλότερο σημείο, ενώ η δοκιμή πίεσης θα πρέπει να πραγματοποιείται μόνο μετά από διεξοδικό εξαερισμό του συστήματος.
Επιπλέον, οι μεγάλες οριζόντιες σωληνώσεις ή τα περίπλοκα συστήματα μπορεί να είναι δύσκολο να εξαεριστούν. Η τοποθέτηση απαερωτών βοηθά στην αφαίρεση του διαλυμένου οξυγόνου κατά την έκπλυση.
Πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι η απομάκρυνση όλων των ευαίσθητων εξοπλισμών που διαθέτουν σωληνώσεις μικρής οπής και βαλβίδες εξασφαλίζει ότι αυτές δεν θα φράξουν κατά τη διάρκεια των διαδικασιών έκπλυσης / καθαρισμού. Οι τερματικές μονάδες είναι πιθανό να απαιτούν ξεχωριστή έκπλυση για να αποστραγγιστούν για να απομακρυνθούν οι στερεοί ρύποι. Για να μεγιστοποιηθούν οι ταχύτητες έκπλυσης, τα μεγαλύτερα κυκλώματα πρέπει να χωρίζονται σε μεμονωμένες ζώνες ή τμήματα και να καθαρίζονται ξεχωριστά. Κάθε τμήμα του συστήματος που καθαρίζεται, πρέπει να απομονώνεται από το υπόλοιπο κύκλωμα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.
Η διάρκεια του καθαρισμού εξαρτάται από την ταχύτητα έκπλυσης, τη διατομή των σωληνώσεων και την ποσότητα των ρύπων. Σε κάθε περίπτωση, θα πρέπει να ακολουθείται η αποστράγγιση προς τα κάτω για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη απομάκρυνση των αιωρούμενων υπολειμμάτων. Επίσης, τα φίλτρα του συστήματος πρέπει να επιθεωρούνται και να καθαρίζονται καθ’ όλη τη διάρκεια της διαδικασίας του καθαρισμού.
Η αύξηση της θερμοκρασίας του διαλύματος νερού – καθαριστικού, όπου είναι εφικτό, θα ενισχύσει την αποτελεσματικότητα του καθαρισμού και μπορεί να συντομεύσει τον κύκλο καθαρισμού. Η καθαρότητα του νερού μπορεί να εκτιμηθεί με τη χρήση μετρητή TDS ή μέσω σωλήνων διαβαθμισμένης θολότητας. Είναι σημαντικό να καθοριστεί εκ των προτέρων ο όγκος νερού του συστήματος, έτσι ώστε να μπορεί να υπολογισθεί η σωστή ποσότητα των χημικών πρόσθετων.
Χημικά καθαριστικά
Η εφαρμογή του χημικού καθαριστικού πρέπει να συμβαδίζει με τις οδηγίες του κατασκευαστή όσον αφορά την ασφαλή εργασία, τη συμβατότητα με τα υλικά του συστήματος και τον χρόνο επαφής. Η χρήση επιθετικών χημικών καθαριστικών στα παλαιά συστήματα θα πρέπει να αποφεύγεται εάν είναι δυνατόν. Τα μη όξινα καθαριστικά είναι ένα μείγμα επιφανειοδραστικών ουσιών που «εγκλωβίζουν» τους ρύπους αλλά αφήνουν ανεπηρέαστο το βασικό μέταλλο και βοηθούν στην αποκόλληση των σωματιδίων.
Μετά την τελική έκπλυση, πρέπει να ληφθούν μέτρα για την παθητικοποίηση των καθαρισμένων επιφανειών, ώστε να αποφευχθεί η μελλοντική φθορά του συστήματος. Η συνήθης πρακτική είναι η προστασία του συστήματος με αναστολέα διάβρωσης και με βιοκτόνα όπου χρειάζεται. Η ακατάλληλη ή η πλήρης απουσία επεξεργασίας του νερού μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικά κόστη για την αποκατάσταση των ζημιών.
Δεν υπάρχει κανένα άλλο σχετικά φτηνό, άμεσα διαθέσιμο και μη τοξικό ρευστό ικανό να αντικαταστήσει το νερό. Καθώς όμως η τεχνολογία αλλάζει και οι εγκαταστάσεις εξελίσσονται, είναι φανερό ότι για την πλήρωση των σωληνώσεων δεν ενδείκνυται η χρήση νερού από οποιαδήποτε πηγή.
Οι ακαθαρσίες στο νερό προκαλούν σοβαρά προβλήματα, μειώνοντας την απόδοση, αυξάνοντας το κόστος συντήρησης και προκαλώντας απώλεια χρόνου παραγωγής. Συνεπώς, η σωστή και συνεχής επεξεργασία του νερού αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τη μακροχρόνια αποτελεσματικότητα και την οικονομική βιωσιμότητα των συστημάτων.
*Η κ. Μαρία Τριανταφύλλου είναι Country Manager της Fernox για Ελλάδα και Κύπρο.
