Scaricatore di condensa: manutenzione SMART e LOCTITE® Pulse

Gli scaricatori di condensa sono dispositivi utilizzati  un dispositivo utilizzato per scaricare il liquido di condensa (per lo più acqua) eventualmente prodotto dal funzionamento di una macchina termica di qualsiasi tipo.

A livello domestico, un esempio comune è lo scarico di condensa della pompa di calore: l’acqua di scarico fuoriesce dall’unità esterna durante la fase di riscaldamento a causa del periodico ciclo di sbrinamento.

Il tema è ben più complesso e critico quando si parla di impianti industriali. La circolazione di vapore ad alta pressione e temperatura è la principale caratteristica di qualsiasi apparecchio generatore di vapore (caldaia). Il calore prodotto (ad esempio, dalla combustione di un carburante) trasforma l’acqua in vapore, che può essere utilizzato per convertire l’energia termica in energia meccanica ed elettrica. 

In questo caso, a cosa servono gli scaricatori di condensa (denominati anche trappole vapore o, più comunemente, condensini)? La loro funzione è quella non solo di scaricare il condensato non appena si forma, ma anche di allontanare aria e altri gas non condensabili (es. CO₂, azoto), migliorando così l’efficienza dell’impianto, il tutto senza farvi fuoriuscire il vapore stesso. 

Scaricatori di condensa: funzionamento e tipologie 

Esistono diverse tipologie di scaricatori di condensa. In tutti i casi, in pratica, si tratta di valvole automatiche di controllo dello scarico di condensa: si aprono e si chiudono da sé quando necessario. 

Ciò che differisce è il meccanismo con cui avviene tale commutazione e le prestazioni variabili che ne derivano. È importante conoscere e comprendere le peculiarità di ciascun tipo di scaricatore al fine di effettuare la scelta più corretta e consona alle proprie esigenze d’impiego. In base al principio di funzionamento, gli scaricatori di condensa possono essere classificati in tre grandi famiglie.

Scaricatori di condensa meccanici

Gli scaricatori di condensa meccanici sfruttano la differenza tra il peso specifico della condensa e quello del vapore: il liquido è più denso e quindi si accumula sul fondo del sistema. Rientra in questa famiglia, lo scaricatore di condensa a galleggiante caratterizzato, giustappunto, da un galleggiante che sale e scende in relazione al livello della condensa. La spinta idrostatica viene quindi usata per azionare un otturatore che apre/chiude la sede di scarico, liberando rapidamente quantitativi di condensa di notevole entità. 

Scaricatore di condensa termico

Lo scaricatore di condensa termodinamico, invece, si basa sulle proprietà termodinamiche di condensa e vapore. È caratterizzato dal movimento di un otturatore a disco nella camera in cui alloggia. La pressione fa sollevare il disco e la condensa fuoriesce dalla sede. Non appena la condensa evapora nuovamente e/o arriva vapore, il disco viene premuto sulla sede e la chiude. La successiva condensazione del vapore provoca il risollevamento del disco e, quindi, l’inizio di un nuovo ciclo di scarico. Gli scaricatori termodinamici sono paragonabili agli scaricatori meccanici per capacità e prontezza di scarico.

Scaricatore di condensa termostatico

Lo scaricatore termostatico, infine, rimuove la condensa attraverso la differenza di temperatura del vapore rispetto alla fase liquida. La valvola viene azionata attraverso l’espansione e la contrazione di un elemento esposto al calore del vapore o della condensa. 

Scaricatori di condensa: l'importanza di una corretta manutenzione 

Negli impianti industriali che prevedono l’utilizzo di apparecchiature a vapore possono trovarsi a operare contemporaneamente moltissimi scaricatori di condensa. Dal loro buon funzionamento dipendono l’efficienza dei macchinari, la razionalizzazione delle risorse e la sostenibilità del ciclo produttivo. 

I guasti agli scaricatori di condensa possono avere conseguenze rilevanti. Se lo scarico di condensa è inefficiente, aumenta il rischio di danneggiare l’intero impianto, costringendo a lunghi tempi di fermo macchina mettendo in pericolo la sicurezza degli operatori. 

Quando il vapore presente nella condotta di scarico viene espulso insieme alla condensa, anziché essere completamente separato prima di essere rilasciato, negli scaricatori di condensa si verifica un fenomeno che prende il nome di "blow-through". Le ragioni per le quali tale fenomeno si verifica possono essere duplici:

1. Eccessiva velocità del vapore: comporta difficoltà nella separazione tra il vapore e la condensa
2. Inaccuratezza in fase di progettazione: l’errata impostazione dell’unità di scarico o un difetto strutturale dello scarico stesso causano l’inefficace separazione della condensa dal vapore e, dunque, un funzionamento tutt’altro che corretto.

Il rischio associato a tale fenomeno è, principalmente, legato alla perdita di energia e alla potenziale riduzione dell'efficienza complessiva del sistema. Quando il vapore viene espulso insieme alla condensa, si perdono entrambi i benefici energetici della condensa a bassa pressione e del vapore a una pressione maggiore. 

Altro rischio è quello della creazione di problemi operativi, quali ad esempio una minore efficienza termica nell’utilizzo del vapore, problemi di surriscaldamento o condizioni indesiderate che si verificano nei processi a valle. Inoltre, il blow-through è un fenomeno che può influenzare negativamente la capacità delle apparecchiature di ricevere correttamente la condensa, causando un funzionamento inefficiente o addirittura guasti. 

Pertanto, la progettazione e la gestione degli scaricatori di condensa in modo adeguato evita tale fenomeno,  garantendo un’efficienza ottimale del sistema di scarico della condensa. Non solo, anche la creazione di un adeguato piano di manutenzione risulta essere di fondamentale importanza per valutare periodicamente le prestazioni degli scaricatori. Ciò può essere fatto mediante:

• Metodo visivo. Richiede buone capacità di osservazione. Il tecnico che valuta la trappola deve essere in grado di distinguere chiaramente tra una perdita anomala di vapore e il normale fenomeno di evaporazione del condensato in fase di scarico. Ovviamente, non è garantita la rilevazione dei malfunzionamenti che occorrono successivamente all'ispezione visiva.
• Metodo sonoro. I meccanismi coinvolti nel funzionamento degli scaricatori di vapore generano suoni di frequenze soniche e supersoniche. L’uso di particolari apparecchiature acustiche può quindi risultare utile nell’identificare dispositivi difettosi.
• Metodo della temperatura. È meno affidabile dei precedenti in quanto la temperatura del condensato e del vapore saturo sono approssimativamente uguali, rendendo difficile distinguerli in base a questo parametro.

In mancanza di personale addetto alla manutenzione, gli intervalli fra le ispezioni manuali – svolte secondo i metodi suddetti – potrebbero allungarsi oltremodo, protraendo nel tempo eventuali malfunzionamenti degli scaricatori. I tempi lunghi potrebbero quindi determinare significative perdite energetiche, oltre all’aumento dei consumi di combustibile e delle emissioni di CO₂.

D’altra parte, ravvicinare eccessivamente le ispezioni manuali per monitorare costantemente numerosissimi scaricatori di condensa richiederebbe un investimento notevole in spese di manodopera.

LOCTITE® Pulse e manutenzione SMART per scaricatori di condensa

LOCTITE® Pulse è la soluzione ideale per il monitoraggio intelligente degli scaricatori di condensa, in grado di rispondere alle sfide sopra elencate e di aiutare le imprese a ridurre i costi, ottimizzando l’efficienza delle attività produttive.

La soluzione IioT (Industrial Internet of Things) introdotta da Henkel nel 2021 e relativa al nuovo concetto di manutenzione industriale, denominato Industria 4.0, si basa sull’acquisizione di dati da parte di sensori installati sui macchinari critici per far sì che questi ultimi vengano costantemente monitorati così da rilevare guasti o malfunzionamenti.

La prima soluzione IioT introdotta da Henkel è stata la flangia intelligente e, successivamente, nel maggio 2023 il portfolio LOCTITE® Pulse è stato ampliato con l’introduzione sul mercato dello scaricatore di condensa intelligente in grado di rilevare i guasti in tempo reale, riducendo sprechi energetici ed emissioni di CO2. In questo modo, i costi si riducono e migliora sensibilmente la sostenibilità dei processi.

Per far fronte a queste sfide, LOCTITE® Pulse per scaricatori di condensa utilizza sensori a elevata sensibilità, in grado di rilevare la più piccola variazione di temperatura acquisendo informazioni continue sullo stato di salute delle apparecchiature. I sensori vengono incollati, sia in entrata che in uscita dello scaricatore di condensa, utilizzando l’adesivo epossidico LOCTITE® EA 9492 e ulteriormente fissati per mezzo del nastro autoagglomerante siliconico LOCTITE® SI 5075. Infine, sono collegati all’unità di acquisizione dati (DAU) che li raccoglie e trasmette a un gateway – che va installato entro 10 metri dalla DAU – e da qui inviati, in modalità wireless, al cloud LOCTITE®. Infine, i dati vengono archiviati e visualizzati nel cloud su piattaforma Microsoft Azure, protetti dai sistemi di sicurezza più avanzati.

La piattaforma assicura un funzionamento continuativo e consente agli addetti di monitorare lo stato dei macchinari 24/7, 365 giorni l’anno tramite un’unica web app. 

La soluzione tecnologica LOCTITE® Pulse risulta essere non intrusiva (si applica in retrofitting), facile e veloce da installare, affidabile e in grado di rilevare ogni tipo di guasto grazie a sensori di ultima generazione. Scopri di più nel nostro White Paper! 

Conclusioni

LOCTITE® Pulse, fornito con un set personalizzato di sensori e relativi accessori, oltre a un abbonamento su base mensile o annuale per ciascun dispositivo, rappresenta una soluzione olistica per il monitoraggio di tutti i macchinari dell’impianto permettendo di migliorare l'efficienza, la sicurezza, la sostenibilità dei processi produttivi e riducendo i costi. 

Richiedi una consulenza tecnica con i nostri esperti per saperne di più e scoprire tutti i vantaggi delle tecnologie IioT per gli scaricatori di condensa.