Le pompe a uso generale sono progettate per essere utilizzate in base a specifiche standard. Ma nel campo del controllo della temperatura, le pompe saranno spesso esposte a condizioni che superano questi limiti, per esempio a temperature estreme e a liquidi ad alta viscosità.

In questa attività, esamineremo più da vicino gli aspetti da tenere presente quando si seleziona una pompa per il controllo della temperatura, concentrandoci su tre mezzi molto noti: Ammoniaca, glicole propilenico e acqua calda.

Nelle unità chiller, l’ammoniaca è spesso il liquido preferito per il raffreddamento.

È relativamente poco costoso, ha un potenziale di riduzione dello strato di ozono di 0,0 ed è in grado di assorbire grandi quantità di calore quando evapora. Le superiori proprietà frigorifere, tuttavia, sono particolarmente difficili da gestire dalle pompe che circolano l’ammoniaca nell’impianto.

Mentre la maggior parte pompe è in grado di circolare liquidi fino a -10°C, l’ammoniaca spesso raggiunge temperature di -40°C. E l’utilizzo di ammoniaca con una pompa standard potrebbe causare pericolose perdite, intasamenti e quindi il guasto dell’impianto.

Si tratta, in altre parole, di utilizzare una pompa ottimizzata per la gestione del liquido. Una tale pompa deve essere dotata di un Magnetic Drive o di doppia tenuta meccanica per prevenire perdite e queste tenute devono essere compatibili con la ridotta lubrificazione causata dalla bassa viscosità dell’ammoniaca. Inoltre, tutte le guarnizioni in gomma o gli O-ring devono essere di un materiale in grado di mantenere l’elasticità alle basse temperature, come l’EPDM.

È anche importante considerare il rischio di formazione di ghiaccio sulla parte esterna della pompa in stato di fermo. Il ghiaccio bloccherà l’accoppiamento tra il motore e l’albero della pompa, impedendo alla pompa di avviarsi. Per evitare questa evenienza, la pompa deve essere sempre adeguatamente isolata utilizzando tappetini e preferibilmente tracciatura termica.

Diamo ora uno sguardo al “lato caldo” dell’impianto di raffreddamento, dove il glicole propilenico è spesso usato al posto dell’ammoniaca.

Il glicole propilenico è meno costoso dell’ammoniaca, non è pericoloso e, come l’ammoniaca, non congela quando la temperatura esterna scende al di sotto di 0°C. Questo lo rende il prodotto ideale, per esempio, per le torri di raffreddamento.

Anche il glicole propilenico richiede particolari precauzioni in termini di scelta della pompa: In primo luogo, la viscosità del liquido può raggiungere un valore 100 volte superiore a quella dell’acqua di rubinetto, un aspetto che mette sotto pressione la capacità del motore delle pompe. Per superare questo problema tecnico, è necessario dotare le pompe di motori sovradimensionati progettati in base al carico specifico.

In secondo luogo, se si verifica una perdita di glicole propilenico, il liquido cristallizza e può potenzialmente distruggere la superficie della tenuta meccanica. A seconda della concentrazione di glicole, è spesso vantaggioso utilizzare pompe con doppie tenute meccaniche per prevenire tale cristallizzazione.

Passiamo ora all’altra estremità dello spettro e diamo un’occhiata a un esempio di riscaldamento di processo.

Nelle segherie, per esempio, dove caldaie a biomassa sono utilizzate per alimentare i forni di essiccazione, le pompe devono circolare acqua calda anche a 140°C. Ma le tenute meccaniche delle normali pompe non tollerano in genere temperature superiori a 120°C.

Per prevenire la degradazione, tutte le pompe devono essere dotate di una singola tenuta meccanica progettata per impedire all’acqua calda di raggiungere la guarnizione o di una doppia tenuta meccanica raffreddata.

A questo scopo, si consiglia di dotare le pompe di raffreddamento ad aria nella parte superiore, separando la camera della tenuta dalla pompa e generando così un effetto isolante simile a quello di un thermos.

Un altro metodo è utilizzare acqua di raffreddamento circolata nella camera delle tenute meccaniche per mantenerle costantemente fredde.

Ricapitoliamo:

L’ammoniaca offre ottime proprietà di raffreddamento, ma le basse temperature richiedono una particolare attenzione alle tenute meccaniche, gli O-ring e l’isolamento.

Il glicole propilenico è un’opzione refrigerante poco costosa, ma la viscosità del liquido rende necessario dotare la pompa di motori sovradimensionati.

L’acqua calda viene utilizzata per il riscaldamento nei processi industriali. Questi processi richiedono spesso temperature superiori a 140°C e quindi misure speciali per assicurare il funzionamento delle tenute meccaniche in ogni momento.