Lavagem do trocador de calor da caldeira a gás: métodos de limpeza e produtos para remover depósitos minerais

Água quente na torneira e +23 °C estáveis em casa, quando lá fora está um frio intenso – não é verdade que essas comodidades da civilização já se tornaram habituais? Agora responda a uma pergunta simples: a lavagem do trocador de calor da caldeira a gás foi realizada após a última estação de aquecimento? Se a sua resposta for 'não', você corre o risco de ficar sem calor durante o inverno.

Para evitar que isso aconteça, leia nosso artigo sobre combate a incrustações e prevenção do acúmulo de depósitos minerais. Apresentamos em detalhes métodos comprovados na prática para combater o acúmulo de cálcio, que reduz a eficiência do aparelho e aumenta o consumo de combustível. Nossas dicas ajudarão a aumentar a transferência de calor e prolongar a vida útil da caldeira.

Como se forma a incrustação e por que é perigosa

Nenhum líquido se compara à água comum em termos de capacidade térmica específica. Dependendo da temperatura e pressão, esse valor varia entre 4174 e 4220 Joules/(kg·°C). A água não é tóxica, é acessível e barata, o que a torna um fluido térmico quase ideal.

No entanto, a H₂O tem uma desvantagem significativa – em seu estado natural, contém sais de metais alcalino-terrosos Ca e Mg. Quando aquecidos, formam nas superfícies internas do equipamento de troca de calor depósitos insolúveis de carbonato, ou seja, incrustações calcárias – conhecidas como 'incrustação'.

Água dura é característica de grande parte da Rússia, especialmente da região central, onde o grau de mineralização atinge o máximo.

As consequências negativas da formação de incrustações são as seguintes:

• diminui a eficiência;
• reduz a pressão da água;
• acelera o desgaste da caldeira;
• aumentam os custos.

As caldeiras domésticas de aquecimento e aquecedores de água são equipados principalmente com trocadores de calor de superfície, nos quais o calor é transferido através das superfícies das paredes metálicas. No entanto, a incrustação possui alta resistência térmica, ou seja, baixa condutividade térmica.

Por esta razão, em trocadores de calor sujos, o coeficiente de transferência de calor diminui, o que leva a uma redução da temperatura do fluido térmico no circuito de aquecimento e ao aquecimento insuficiente da água na saída do circuito de água quente.

Se a sua caldeira está aquecendo mal a água, verifique o estado do trocador de calor; talvez o problema seja a incrustação, que está causando a redução do rendimento.

Depósitos duros com apenas 0,2 mm de espessura aumentam o consumo de combustível em 3%. Se a espessura da incrustação for de 1 mm, o excesso de gás chega a 7%.

Quando a transferência de calor diminui, para manter a temperatura da água definida, é necessário usar mais gás, o que indica uma redução do rendimento. Ao mesmo tempo, com o aumento do consumo de combustível, aumentam os volumes de gases de combustão, intensifica-se a emissão de substâncias nocivas, poluindo o ar ao redor da residência e a atmosfera como um todo.

Os depósitos obstruem total ou parcialmente a seção transversal do tubo, o que leva ao aumento da resistência hidráulica no sistema, à interrupção da circulação do fluido térmico e à redução do fornecimento de água quente nos pontos de consumo.

Ao usar água com dureza normal, forma-se uma camada de incrustação de 2-3 mm de espessura por ano. Com mineralização mais alta, a velocidade de deposição de carbonatos aumenta.

A deficiência na transferência de calor leva ao superaquecimento dos tubos, o que causa a formação de microfissuras – futuros focos de corrosão. Devido à operação em regimes extremos, o equipamento falha prematuramente.

Para evitar danos ao equipamento, a incrustação deve ser removida periodicamente. A limpeza programada dos trocadores de calor de caldeiras de parede a gás e de unidades de piso é realizada nos prazos estabelecidos pelo fabricante. Um procedimento simples ajuda a manter a eficiência energética do equipamento no nível original, prolonga o período entre reparos e reduz o custo total de operação.

Fuligem nas superfícies externas

Com a combustão incompleta do gás, a fuligem – um alótropo amorfo do carbono – se deposita nas superfícies externas do trocador de calor. Os trocadores de calor de caldeiras com câmara de combustão aberta e tiragem natural sofrem mais com a fuligem.

Uma das razões para sua formação excessiva é a poeira no ar do ambiente de onde o ar de combustão é extraído. Muita poeira é liberada durante obras de construção. Se o canteiro de obras estiver próximo à entrada da chaminé coaxial, o trocador de calor da caldeira com câmara fechada também pode ser contaminado.

A chaminé coaxial consiste em um tubo interno e um externo. Um deles serve para a exaustão dos produtos da combustão, o outro para a entrada de ar na câmara de combustão fechada.

Diâmetro insuficiente, configuração incorreta e obstruções na chaminé levam à piora da tiragem. Com tiragem deficiente, a exaustão dos produtos de combustão é dificultada, e eles, na forma de fuligem, depositam-se na parte externa inferior do trocador de calor.

Assim como a incrustação, a fuligem tem baixa condutividade térmica e reduz a eficiência do equipamento de troca de calor, levando ao seu desgaste acelerado e encurtando o período entre manutenções. O rendimento do trocador de calor contaminado com fuligem e incrustação pode diminuir em 25% ou mais.

Com que frequência é necessário lavar o trocador de calor

A periodicidade da limpeza é indicada pelo fabricante do equipamento no manual de instruções. Por exemplo, os trocadores de calor em caldeiras Neva precisam ser limpos de incrustações a cada 12 meses.

A concentração de sais alcalino-terrosos na água pode variar. Se a concentração for alta, a água é chamada de dura. Quando é utilizada, a incrustação se forma mais rapidamente, portanto, pode ser necessária uma limpeza não programada. Além disso, a velocidade de formação de depósitos depende do regime térmico e da intensidade de funcionamento da caldeira.

A presença de incrustação nos tubos do trocador de calor e fuligem nas suas aletas é sinalizada pela redução da capacidade térmica do equipamento. Para determinar se a capacidade térmica real corresponde à declarada na documentação, mede-se a temperatura e a composição dos gases de combustão com um analisador de gases.

Na ausência do aparelho, a presença de incrustação pode ser avaliada por sinais indiretos: redução da temperatura e da pressão da água na saída da caldeira. Se no tubo do aquecedor de água há pressão normal da água, mas da torneira sai um jato fino, verifique se há depósitos nas superfícies internas dos tubos do trocador de calor.

O aquecimento insuficiente da água com consumo padrão de gás e pressão normal também indica contaminação do trocador de calor.

Ressalta-se que as falhas no funcionamento de equipamentos complexos podem ser causadas por diversos motivos, e a presença de incrustação é apenas uma das possibilidades.

Métodos de remoção de sujeira

Para remover incrustações e fuligem, são utilizados métodos mecânicos, hidráulicos, químicos e outros, ou suas combinações.

Limpeza mecânica do equipamento de troca de calor é realizada com o uso de haste de limpeza, escova de arame, raspador. São utilizadas tanto ferramentas manuais quanto com acionamento elétrico ou pneumático.

A aplicação do método hidráulico só é possível com a presença de um equipamento de alta pressão, que forneça um fluxo potente de líquido capaz de desalojar os depósitos e removê-los para fora.

O método químico prevê o uso de produtos especiais que amolecem e dissolvem as sujeiras.

Ao lavar trocadores de calor com o método químico, podem ser usadas unidades de bombeamento para fornecer o reagente ao circuito de água, o que é mais eficaz do que a simples imersão.

Métodos magnéticos, eletromagnéticos e ultrassônicos são relativamente novos e envolvem o uso de filtros conversores e outros meios técnicos.

Para a limpeza de trocadores de calor de aquecedores de água domésticos e caldeiras de aquecimento, normalmente utiliza-se uma combinação de métodos mecânicos e químicos. Após a imersão (decapagem) no detergente, os resíduos de incrustação são removidos mecanicamente. Também estão ganhando popularidade as técnicas modernas mencionadas acima.

Produtos químicos para limpeza e prevenção

Os produtos para remoção de incrustações contêm ácidos orgânicos ou inorgânicos. Na produção de produtos domésticos, os ácidos adípico e ortofosfórico são os mais utilizados. Em casa, preparam-se soluções aquosas de ácido cítrico ou acético.

Os ácidos são reagentes – eles reagem com sais alcalino-terrosos formando outros sais solúveis em água, que são então eliminados do equipamento de troca de calor.

Também são usados álcalis, como carbonato de sódio (soda calcinada) ou soda cáustica, que ajudam a soltar depósitos de carbonato e fuligem, facilitando a limpeza mecânica e química subsequente. As soluções alcalinas também são usadas para neutralizar vestígios de ácido que permanecem no trocador de calor após a remoção de incrustações.

A maioria dos reagentes é fornecida aos clientes na forma de soluções aquosas altamente concentradas e requer diluição adicional com água em proporções específicas indicadas nas instruções de uso.

É necessário seguir as instruções do fabricante para preparar a solução de trabalho e não exceder a concentração do produto. Caso contrário, o contato dos materiais do equipamento de troca de calor com a substância agressiva acelerará a corrosão.

Ao escolher os produtos, considera-se o material do trocador de calor. Normalmente é cobre, aço inoxidável ou ferro fundido. Por exemplo, o Aminat D é indicado para trocadores de calor de aços inoxidável e carbono. Outro reagente da mesma série, o Aminat D(K), é usado para limpeza de superfícies de cobre.

Em muitas caldeiras de produção nacional, são instalados trocadores de calor de cobre. Ao escolher um produto anti-incrustação, certifique-se de que ele é permitido para uso em metais não ferrosos.

Os produtos universais incluem ácido cítrico, vinagre, Medesk-Plus e Trilon B. Eles são usados para lavar trocadores de calor de metais não ferrosos e aço inoxidável.

Trilon B é o sal dissódico do ácido etilenodiaminotetracético. Apresenta-se como um pó cristalino branco. Quando o Trilon B reage com sais alcalino-terrosos (incrustações), ocorre a substituição dos íons de cálcio e magnésio por íons de sódio. Como resultado, formam-se sais de sódio que são altamente solúveis em água.

São produzidos produtos com composição composta complexa. Eles contêm simultaneamente componentes que limpam o calcário e previnem sua formação.

Compósito KKF difere de outros agentes químicos pelo princípio de ação. Não é um solvente como os ácidos, mas na sua presença ocorre a autolimpeza dos depósitos de carbonato (calcário).

Em condições normais, os cristais de carbonato de cálcio formam-se como uma crosta mineral fossilizada. Isso é o calcário. Na presença de KKF, em vez da crosta mineral, forma-se outra modificação do carbonato de cálcio – aragonita.

Os cristais aciculares de aragonita, durante o crescimento, destroem os depósitos de cálcio. Ao contrário deles, a aragonita tem fraca adesão à superfície do trocador de calor e, portanto, é facilmente removida ao ser lavada com água comum.

As substâncias ativas do KKF já na fase inicial impedem a formação de cristais de calcita. Com resultado, a formação de calcário é significativaente retardada ou total ente suprimida. Esse processo é chamado de inibição (do latim: 'reter').

A aragonita é uma modifiação polimorfa do carbonato de cálcio. Seus cristais têm forma acicular pontiaguda e destraem facilmente o calcário, enquando eles mesmos são lavados com água comum.

O KKF inibe não apenas o calcário, mas também a corrosão devido à form ação de uma película protetora na superfíce metálica. Ao comprar produtos anti-calcário, não se esqueça de verifiar se ees poessuem certifcados da Rospotrebnador.

Características estruturais dos trocadores de calor

Para lavar coretamente o trocador de calor, é necessáio conhecer sua construcción. Todas as informações sobre sua caldeia podem ser enontadas no manual de instruções.

Para garantir, lembramos que para organizar aquecimento autônomo e água quente sanitária em apartamentos e casas particulares, são predominantemente usadas caldeiras a gás e aquecedores de água com trocadores de calor dos seguintes tipos:

• carcaça e tubo;
• coaxiais;
• de placas.

Nos trocadores de calor do tipo carcaça e tubo, amplaente difundidos, a água circla por um tubo que, em forma de serentina, envolve as paredes laterais da carcaça. Esse equiamento, quano à execução, é soldado ou brasado, ou seja, não desmontável.

O trocador de calor do tipo carcaça e tubo é um dos mais efinetes e simples em conrtução, sendo fác de limpar o calcáro por cont própia.

Trocadores de calor do tipo plascas são menos comuns. Sua parte estrtural principal é um pacoe metálico no qual vári accus plascas são montadas.

Por exemplo, os trocadores de calor dás caldeiras italianas Westen Zilmet e Baxi includem de 10 a 16 placas. Ele cdem seu calor para a água que se move ntre elas por canais. Esse aparelpro precisa ser desmontado antes da limpeza.

Diagrama do trocador de calor a placas, onde são indicados: os bocais para fornecimento do fluido térmico e do meio aquecido (1, 2, 11, 12); as placas fixa e móvel (3, 8); os canais pelos quais o fluido térmico circula (4, 14); as juntas pequena e grande (5, 13); a placa de troca de calor (6), as guias superior e inferior (7, 15); o apoio traseiro e o pino (9, 10)

O elemento principal do trocador de calor coaxial (bitérmico) são dois tubos coaxiais. Na configuração mais simples, ele exteriormente se apresenta como uma espiral com voltas firmemente adjacentes.

Para caldeiras de dois circuitos é característica a presença de 2-3 trocadores de calor. Por exemplo, a caldeira «NEVALUX-8023» é equipada com três aparelhos de troca de calor, um dos quais é coaxial, mas não do tipo espiral, e sim com elos conectados em série.

Como remover incrustações de um trocador de calor a placas

Desligue a caldeira, feche o fornecimento de gás e água, drene a água do trocador de calor e espere até que esfrie. Desconecte as tubulações, desaperte os pinos de aperto, afaste a placa de pressão, sob a qual estão localizadas as placas.

Separe-as cuidadosamente umas das outras. Remova cada placa individualmente para não se machucar com as bordas afiadas, trabalhe com luvas de proteção grossas. Ao trabalhar com ácido, troque-as por luvas de borracha.

Prepare um recipiente no qual você irá embeber as placas, levando em consideração que elas devem estar completamente submersas no líquido.

Use o produto de limpeza de acordo com as instruções anexas. O vinagre de mesa é diluído em água na proporção de 1 para 3. O ácido cítrico em pó – na proporção de 1 para 10. A água para a solução é previamente aquecida a 40°C. As placas são imersas na solução por 1 hora, após o que, sob água corrente, com uma escova, removem-se os depósitos restantes.

Após a desmontagem e limpeza, disponha as placas na posição horizontal, de modo que fiquem sobre uma mesa ou outra superfície de trabalho.

Para lavar o trocador de calor da incrustação, não é necessário comprar um booster, basta ter uma bomba, e todo o resto é fácil de fazer com as próprias mãos.

Ao desmontar o trocador de calor, aproveite para inspecionar as juntas e os elementos de vedação e, se houver danos, substitua-os por novos. Recomenda-se trocar todas as juntas de uma vez, mesmo que apenas uma delas esteja desgastada. Execute a montagem de todos os elementos na sequência inversa à desmontagem. Instale o trocador de calor no lugar.

Lavagem do trocador de calor casco e tubo

Desligue a caldeira, feche as torneiras nos tubos de entrada para preservar a água no sistema de aquecimento. Drene a água do trocador de calor. Do termorrelé, desconecte os fios e desconecte os tubos de abastecimento de água quente. Desaperte as porcas e parafusos que fixam o trocador de calor e remova-o.

Com a manutenção técnica regular da caldeira e sua operação correta, a fuligem se forma em quantidades moderadas e pode ser removida com uma escova de dentes comum.

Para lavar o trocador de calor casco e tubos de uma espessa camada de depósitos de carbonato, é necessário extraí-lo do corpo. O processo de desmontagem não requer habilidades especiais.

Inspecione visualmente as superfícies. Se houver fuligem nas aletas ou em outras áreas, mergulhe o trocador de calor em um detergente contendo álcali. Pode ser também uma solução de sabão comum.

Se o manual não disser o contrário, a imersão deve durar cerca de 15 minutos. Em seguida, remova a fuligem com uma escova. Lave o trocador de calor em água corrente com boa pressão.

Para remover a incrustação, coloque o trocador de calor em uma bacia ou outro recipiente. Despeje uma solução de ácido cítrico (concentração 10%) no tubo. Após 12-15 horas, lave os tubos com água limpa. Lave ou substitua também os filtros do circuito de água quente sanitária.

Coloque o trocador de calor de volta no lugar. Após a limpeza, é recomendável também substituir todas as juntas. Se as juntas forem de borracha, use silicone para lubrificá-las.

Em seguida, o trocador de calor deve ser verificado quanto a vazamentos. Nas conexões destacáveis do circuito de gás, aplica-se uma solução de sabão saturada. Se houver vazamentos, formam-se bolhas nas áreas ensaboadas.

Após concluir a lavagem da caldeira de piso, verifica-se sua estanqueidade, as conexões elétricas e o funcionamento em diferentes modos, restauram-se as configurações e coloca-se em operação.

Ao verificar o circuito de água em uma caldeira a gás de circuito duplo, liga-se separadamente o sistema de aquecimento e o de água quente sanitária e inspeciona-se cada conexão destacável. Se for detectado um vazamento, é necessário apertar a porca ou instalar uma nova vedação.

Particularidades da lavagem de trocadores de calor coaxiais

Frequentemente, os tubos do trocador de calor bitérmico são fabricados em diferentes metais. O tubo externo pode ser de aço, e o interno, de cobre. Portanto, para a lavagem, é necessário usar um produto universal, que é despejado nos tubos, deixado pelo tempo necessário e drenado. O trocador de calor é lavado e colocado de volta em seu lugar.

Limpeza e lavagem de caldeiras de piso

A remoção de incrustações e fuligem é realizada sem desmontar o trocador de calor. Utiliza-se uma bomba de lavagem (booster). Em seu reservatório, é despejada uma solução aquosa de ácido cítrico. Para 2 litros de água morna, são necessários 200 gramas de ácido cítrico em pó.

Antes de limpar a caldeira a gás de piso, feche as válvulas de fornecimento de gás e água, drene a água do circuito de aquecimento e de AQS. Em seguida, é necessário acessar o trocador de calor. Remova a porta, desconecte os fios conectados ao elemento piezoelétrico, remova o termopar e o bico injetor, desmonte o sistema de ignição e o queimador.

Desaperte as porcas que fixam a tampa superior e remova-a. Você obteve acesso ao trocador de calor e pode limpá-lo da fuligem com uma escova e uma escova para tubos.

Conecte as saídas do booster aos bicos do trocador de calor, que sob pressão bombeará uma solução de ácido cítrico para dentro do tubo. Circulando pelo circuito por 4-6 horas, ela dissolverá a incrustação. O tempo de lavagem depende do nível de sujeira.

Para manter o processo sob controle, use um medidor de pH. Este instrumento mostrará a mudança na concentração de ácido na solução, que ocorre devido à reação química de dissolução dos depósitos de carbonato.

Se o ácido foi neutralizado e o instrumento exibe um valor de pH 1, talvez seja necessário repetir o processo desde o início. Um nível de pH estável entre 2 e 4 indica a remoção da incrustação.

No final, os tubos são lavados com uma solução de bicarbonato de sódio para neutralizar os vestígios residuais do reagente. Em seguida, resta montar as peças em seus lugares, verificar a estanqueidade do conjunto por meio de ensaboamento e inspeção visual das conexões destacáveis, ou por meio de teste de pressão. Na ausência de vazamentos de gás e água, a caldeira opera em modo normal.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O trocador de calor da caldeira a gás pode ser facilmente lavado em casa sem o uso de equipamento profissional:

Como lavar a incrustação do trocador de calor secundário de uma caldeira de circuito duplo e o que é necessário para isso:

Métodos e meios modernos ajudam a combater eficazmente a incrustação e prevenir sua formação. O principal é não esquecer de lavar periodicamente o trocador de calor para que as características reais da caldeira a gás correspondam aos valores nominais durante toda a vida útil.

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