ES2265862T3 - Proteccion de superficies interiores del circuito de agua de intercambiadores de calor utilizados en calderas y en calentadores de agua a gas. - Google Patents
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Abstract
Un método para evitar la precipitación de cal y los depósitos de productos de trabajo residuales u otras materias extrañas en las superficies interiores de los circuitos de calentamiento que presentan superficies metálicas hechas de cobre, acero inoxidable o aluminio, que comprende las fases de: - disolver una resina fluorada de silano provista de grupos funcionales para preparar un producto diluido; - llenar el circuito a tratar con el producto diluido; - vaciar el circuito; caracterizándose el método porque dicha resina se disuelve en agua formando de este modo un producto diluido en agua que presenta una viscosidad comparable a la viscosidad del agua y porque dichos grupos funcionales de resina son grupos funcionales que se adhieren a dichas superficies metálicas de cobre, acero inoxidable o aluminio.
Description
Protección de superficies interiores del
circuito de agua de intercambiadores de calor utilizados en calderas
y en calentadores de agua a gas.
Todos los intercambiadores de calor que producen
agua caliente están sujetos a precipitación caliza de carbonatos
cálcicos y magnésicos y a incrustaciones en los circuitos debido a
los productos de trabajo residuales u otras materias extrañas
presentes en la red de abastecimiento de agua.
Además, en caso de que el agua contenga algunos
aditivos particulares (por ejemplo glicoles), puede producirse la
migración de iones metálicos (cobre, aluminio, acero inoxidable).
Siempre resulta posible la corrosión de las superficies
metálicas.
La precipitación caliza es más importante cuanto
mayor sea el contenido calizo del agua (dureza del agua), cuanto
más caliente esté el agua y cuanto mayor tiempo permanezca el agua a
una elevada temperatura.
Las incrustaciones debidas a la cal y a las
materias extrañas sólidas presentes en la red de abastecimiento se
presentan en diferentes tipos de intercambiadores, tales como:
- -
- Intercambiadores bitérmicos para la producción combinada de agua caliente tanto para la calefacción de ambientes como para uso sanitario (Fig. 1).
- -
- Intercambiadores primarios para la producción de agua caliente para la calefacción de ambientes únicamente (Fig. 2)
- -
- Intercambiadores tipo placa para la producción de agua caliente sanitaria (Fig. 3)
- -
- Cubas de almacenamiento para la producción y el almacenamiento de agua caliente sanitaria (Fig. 4).
- -
- Sistema de almacenamiento adicional para agua caliente sanitaria.
- -
- Intercambiadores para calentadores de agua.
Los intercambiadores destinados a la producción
de agua caliente sanitaria (tipo placa, intercambiadores primarios,
cubas, depósitos de agua sanitaria e intercambiadores bitérmicos)
mantendrán el agua sanitaria potable producida según las normas
WRC.
Los metales utilizados para los
intercambiadores, según el tipo:
- Cobre (Cu DHP, CU OF, SE CU)
- Acero inoxidable (AISI 316L, AISI 304)
- Aluminio
El producto diluido en agua presenta una
viscosidad comparable a la viscosidad del agua y es apto para llenar
todos los intersticios de los intercambiadores.
Los intercambiadores que se encuentran
actualmente en el mercado necesitan ser limpiados frecuentemente con
ácidos específicos para remover las costras calizas y los depósitos
de suciedad que causan en el correr del tiempo la obstrucción de
los pasos y el desequilibrio térmico de los intercambiadores.
La patente JP 61-149 794
describe un método con el que se evitan los depósitos de escamas al
recubrir la superficie interna de un intercambiador de calor con
una capa que contenga una resina de fluorosilicona que se hace
circular en una solución de freón; este método por lo tanto requiere
el uso de una resina diluida en freón, cuyo uso resulta
complicado.
Con el fin de limitar los citados efectos
indeseables, se ha desarrollado un procedimiento para tratar las
superficies de intercambio con resinas de fluorurated
particulares. Dichas resinas están provistas de grupos funcionales
que se adhieren a las superficies metálicas para crear un
revestimiento de unas pocas micras de grosor que limita la
adherencia de la cal y de los depósitos presentes en los circuitos
de calefacción.
\newpage
Las características particulares del
tratamiento, es decir, las de antiadherencia de la cal en las
superficies revestidas, han sido comprobadas tanto en el
laboratorio de pruebas de IABER S.p.A (An. 1) como en el laboratorio
del fabricante de la resina (An. 2 ), y mediante las pruebas "de
campo".
Las prestaciones del intercambio térmico y las
características hidráulicas de los intercambiadores no quedan
modificadas en absoluto por el tratamiento.
El tratamiento de revestimiento de resina se
realiza tal como se representa en el diagrama de la Fig. 5.
El producto diluido en agua presenta una
viscosidad comparable a la viscosidad del agua y es apto para llenar
todos los intersticios de los intercambiadores.
El tratamiento de los intercambiadores y de las
cubas con resinas fluoradas permite remediar uno de los puntos más
débil de los intercambiadores, es decir, unas prestaciones reducidas
en el correr del tiempo debido a los depósitos calizos y a la
suciedad presentes en la red de abastecimiento. En especial, gracias
a este tratamiento, se reducen las obstrucciones del circuito
debidas a los efectos de la cal y de una variedad de productos de
trabajo residuales y, por lo tanto, se alarga la vida útil de los
intercambiadores que cumplen las especificaciones.
En particular, la cal sigue precipitándose
durante el calentamiento del agua pero, cuando se precipita, no se
adhiere firmemente a las paredes. Por el contrario, es eliminada por
la propia corriente de agua. De forma similar, gracias a las
características antiadherentes del tratamiento, las sustancias
extrañas en el agua (suciedad y productos de trabajo residuales) no
se fijan a las paredes de los intercambiadores sino que se escapan
junto con la corriente de agua.
Además, la protección de la superficie con
dichas resinas reduce la migración de los iones metálicos en el
agua, la corrosión de dichos metales y asegura un mayor saneamiento
del agua que entra en contacto con las superficies interiores del
circuito del agua.
La protección que se reivindica para la patente
deberá cubrir el procedimiento de aplicación de los productos
fluorados diluidos en agua con baja viscosidad sobre las superficies
metálicas hechas de cobre (CU DHP, CU OF, SE CU), aluminio y acero
inoxidable (AISI 316L, AISI 304) de los intercambiadores de calor y
cubas utilizados para la producción de agua caliente sanitaria y
para la calefacción de ambientes en calderas fijas en la pared para
almacenamiento o con encendido de gas instantáneo y en calentadores
de agua.
El efecto del tratamiento es:
- 1.
- limitar los depósitos calizos;
- 2.
- limitar los depósitos de productos de trabajo residuales;
- 3.
- mantener inalteradas las características de saneamiento del agua sanitaria producida
- 4.
- mantener inalteradas las características de intercambio térmico. 5
Se han realizado pruebas de cal en cubas
tratadas que hervían la misma cantidad de agua en un horno de
campo:
1. CUBA Nº 1: Cobre tratado al calor sin
tratamientos especiales
2. CUBA Nº 2: cobre revestido de teflón verde
SR43F
3. CUBA Nº 3: Cobre revestido de silano
Ausimont
Se produjeron depósitos calizos en las Cubas Nº
1 y 2 que no se despegaron de las paredes.
En la Cuba Nº 3 la pátina caliza no se depositó
en las paredes y al añadir agua limpia se disolvió la solución
caliza.
Se ha aplicado el revestimiento con productos
perfluorpolieter funcionales sobre algunas placas de cobre, en
cumplimiento de los procedimientos ordinarios.
Se ha aplicado el producto con revestimiento por
inmersión con las siguientes fórmulas de tratamiento:
- 1.
- 1-Fosfato
- 2.
- 5-Fosfato
- 3.
- 1-Silano
- 4.
- 5-Silano
El espécimen de prueba de cobre ha sido
sumergido en los compuestos durante 10 minutos antes del tratamiento
térmico:
- -
- Calentamiento a T = 80ºC durante 7 minutos
- -
- Calentamiento a T = 65ºC durante 40 minutos
- -
- Calentamiento a T = 160ºC durante 12 minutos
Después de preparar el espécimen se han
realizado algunas mediciones de ángulo de contacto dinámico y
estático respecto al agua, hexadecano, dodecano y octano. Se
informa en la presente únicamente de los resultados relevantes de
las mediciones de ángulo de contacto dinámico y estático respecto al
agua antes de que se formen los depósitos calizos, después de los
depósitos y después de lavar con agua fría del grifo.
Se preparó una solución de bicarbonato cálcico.
Es más soluble en agua que el carbonato cálcico (cal) que tiende a
formarse y depositarse a temperaturas superiores a 50ºC. Se sumergió
el espécimen tratado/sin tratar en dichas soluciones hirviendo
durante 3 horas. Al final de este tiempo, se registraron los
depósitos calizos de todos los especimenes; en el espécimen tratado
con silano sin embargo, la cantidad de depósitos fue inferior
(igualmente en el fosfato se observó algún efecto). Se registran a
continuación las mediciones del ángulo de contacto estático
respecto al agua después de que se formaran los depósitos calizos
bajo las condiciones descritas a continuación (tabla 2 representada
en la Fig. 7).
Se lavaron especimenes de prueba bajo un chorro
de agua fría del grifo durante unos pocos segundos; a continuación
se secaron los especimenes en un horno durante 15 minutos y luego se
midió de nuevo el ángulo de contacto respecto al agua (tabla 3
representada en la Fig. 8).
El mejor tratamiento resultó ser con silanos
(espécimen de 5-silano) mostrando:
- -
- un menor depósito calizo
- -
- una mayor facilidad para remover la cal
- -
- una menor oxidación del cobre
Claims (4)
1. Un método para evitar la precipitación de cal
y los depósitos de productos de trabajo residuales u otras materias
extrañas en las superficies interiores de los circuitos de
calentamiento que presentan superficies metálicas hechas de cobre,
acero inoxidable o aluminio, que comprende las fases de:
- -
- disolver una resina fluorada de silano provista de grupos funcionales para preparar un producto diluido;
- -
- llenar el circuito a tratar con el producto diluido;
- -
- vaciar el circuito;
caracterizándose el método
porque dicha resina se disuelve en agua formando de este modo un
producto diluido en agua que presenta una viscosidad comparable a
la viscosidad del agua y porque dichos grupos funcionales de resina
son grupos funcionales que se adhieren a dichas superficies
metálicas de cobre, acero inoxidable o
aluminio.
2. Un método tal como reivindica la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha resina es una
resina fluorada de silano provista de grupos perfluoropolieter.
3. Un método tal como reivindican las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dicha fase de
vaciado del circuito se realiza introduciendo aire comprimido por
el circuito.
4. Un método tal como reivindica una cualquiera
de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque
comprende, después de la fase de vaciado del circuito, la fase de
hornear dicho circuito en un horno.
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2001
- 2001-03-05 CN CN01111245.XA patent/CN1200778C/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN1200778C (zh) | 2005-05-11 |
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