Glossario / Dizionario

Grazie alla sua elevata capacità termica specifica di 4,18 kJ/(kg*K), la sua buona conducibilità termica 0,60 W/(m·K) e la sua ridotta viscosità di 1,0 mPa s, l’acqua è un eccellente termovettore. Tuttavia esistono anche degli svantaggi: l’acqua ha un’azione corrosiva a causa dell’ossigeno, degli ioni e di altri componenti dell’aria. In caso di temperature sotto lo zero l’acqua perde la sua fluidità e, a causa dell’espansione del ghiaccio, può danneggiare tubi, condutture e altri elementi dell’impianto di riscaldamento o raffreddamento.
Per ridurre in modo affidabile i rischi associati all’impiego di acqua pura, pur continuando a sfruttarne le proprietà positive, gli impianti di riscaldamento, i sistemi di refrigerazione, gli impianti solari termici, le pompe di calore e altri circuiti idraulici esposti al rischio di congelamento usano una miscela di acqua e glicole.

Gli additivi sono supplementi o sostanze (per es. antiossidanti, inibitori della corrosione) aggiunti al termovettore o alla salamoia di raffreddamento per modificarne o migliorarne le caratteristiche.

Un anticongelante è un prodotto (per es. a base di glicoli) che abbassa il punto di congelamento di un’altra sostanza (per es. acqua).

Un antigelo è un prodotto (per es. a base di glicoli) che abbassa il punto di congelamento di un altro liquido (per es. acqua). L’effetto dipende dal prodotto utilizzato e dalla sua concentrazione. È noto il suo utilizzao come additivo per i sistemi di raffreddamento o i liquidi solari. Gli antigelo sono offerti in forma concentrata o soluzioni pronte per l’uso. Oltre a glicoli, alcoli o glicerina anche gli inibitori di corrosione e gli stabilizzatori sono assolutamente necessari. Essi sono generalmente già presenti nei prodotti di marca.

Il carico di raffreddamento (carico termico) è la quantità di calore che deve essere eliminata da un locale per mantenere l’aria ambiente in un determinato intervallo di temperatura. La misura è espressa in kilowatt (kW). La determinazione del carico di raffreddamento è definito dalla norma VDI 2078. Per il calcolo si tiene conto dei carichi di raffreddamento interno ed esterno. Il carico di raffreddamento interno comprende, tra l’altro, la cessione di calore da parte delle persone, l’illuminazione o le macchine, mentre il carico di raffreddamento esterno comprende la radiazione termica delle finestre o il flusso termico attraverso le pareti esterne.

La conducibilità termica di un liquido consente a tale liquido di condurre l’energia termica sotto forma di calore. La conducibilità termica (specifica) W/(K•m) è una costante che dipende dalla temperatura.

(Mono-)Etilenglicole (MEG) (nome comune: glicole)è il più semplice alcol bivalente e ha il nome chimico “etan-1,2-diolo”. Perciò è il diolo più semplice.

Il ghiaccio fluido (ice slurry) è composto da una miscela di minuscole particelle di ghiaccio (0,01-0,5 mm), acqua e una sostanza o prodotto che abbassa il punto di congelamento. Il ghiaccio fluido è da liquido a viscoso e pompabile. Si forma a temperature vicine allo specifico punto di congelamento o punto di solidificazione di un liquido e, grazie al suo stato di aggregazione, non ha alcun effetto dirompente fintanto che può circolare liberamente.

I glicoli appartengono al gruppodegli alcoli (alcanoli) e sono anche defini “alcol bivalenti” a causa dei due gruppi OH. L’alcol bivalente più semplice è l’etandiolo (etilenglicole), con formula molecolare C2H6O2. I glicoli sono spesso presenti negli antigelo, nei refrigeranti e negli sbrinatori perché il punto di fusione si trova da -10 a -15 °C sotto quello dell’acqua. Insieme all’acqua il punto di fusione è ancora più basso e può giungere fino a -55 °C con la corretta miscelazione. I glicoli trovano impiego, tra l’altro, in vernici e colle come solventi o disinfettanti. Altri glicoli sono , ad esempio, il dietilenglicole, il trietilenglicole, il propilenglicole, il dipropilenglicole.

L’acronimo HVAC significa Heating, Ventilation and Air Conditioning (riscaldamento, ventilazione, climatizzazione).

Un impianto multimetallico si presenta quando, ad esempio, un impianto di riscaldamento o di raffreddamento è composto da metalli diversi. I tipici metalli di un impianto multimetallico possono essere il rame, l’ottone, l’alluminio, l’acciaio, il ferro, la ghisa, lega per saldatura dolce e lega per brasatura forte.

Un inibitore di corrosione protegge i materiali contro la corrosione in modo temporaneo o duraturo. L’uso di un inibitore di corrosione è spesso indispensabile nel caso di superfici costantemente esposte ad agenti corrosivi, specialmente con l’acqua (come nei circuiti di riscaldamento o raffreddamento).

Il liquido solare trasporta (nel caso degli impianti riempiti con liquido) il calore dal produttore al consumatore. È composto da acqua e un prodotto speciale che abbassa il punto di congelamento dell’acqua e ne aumenta il punto di ebollizione. In caso di basse temperature l’impianto è protetto contro il congelamento e, in caso di alte temperature del collettore, il passaggio del liquido solare allo stato gassoso è ritardato. Quando il liquido solare diventa vapore, a causa delle alte temperature nel collettore, si verifica un arresto dell’impianto; la pressione del vapore che si sviluppa è generalmente deviata in una vaso di compensazione (vaso di espansione). Lo stato del liquido solare deve essere controllato durante la manutenzione e sostituito in caso di necessità. I moderni prodotti come Glysofor Solar sono atossici ed ecologici. Quanto è maggiore la concentrazione tanto sono più basse le temperature che l’impianto può sopportare senza alcun danno. È opportuno evitare una concentrazione con un contenuto attivo superiore al 50% in quanto ciò riduce la capacità termica della miscela. Inoltre la pompa non è più raffreddata in modo affidabile. La viscosità della miscela (quindi lo sforzo della pompa e il consumo di corrente) aumentano. Il grado di efficienza dell’impianto diminuisce globalmente. Nei casi estremi può verificarsi la difficoltà di avvio della pompa. Se l’impianto dovesse essere esposto a temperature molto basse si formerà un ghiaccio fluido, se la percentuale di glicole è sufficiente, che non potrà rompere le tubature.

La miscela se la cava
I sistemi per la generazione di calore o di raffreddamento non devono essere riempiti con glicole o concentrati antigelo puri. Nel caso dell’etilenglicolo, ad esempio, il punto di congelamento si trova a soli -13 °C. Nel rapporto di miscelazione ideale con l’acqua, invece, è possibile raggiungere un punto di congelamento al di sotto di -50 °C.

Come si può vedere nelle figure seguenti relative all’esempio del prodotto Glysofor N, a base di monoetilenglicole, la perdita di pressione ^[2] e la viscosità cinematica ^[3] relative aumentano in modo proporzionale all’aumento della percentuali di glicole. Una pompa deve compensare queste perdite con una maggiore prevalenza. Una maggiore densità del glicole rispetto all’acqua pura influisce sulla potenza di trazione del motore e, perciò, sul consumo di energia. La minore capacità termica specifica ^[4] (capacità di assorbimento del calore) dei glicoli provoca un minore rendimento dell’impianto.

Pertanto le condizioni d’impiego devono essere verificate già preliminarmente per determinare la necessaria resistenza al gelo.
Ovvero: Non più del necessario e il meno possibile!

L’1,2-propandiolo (1,2-propilenglicole) è un liquido trasparente, incolore, pressoché inodore e fortemente igroscopico. Il propilenglicole appartiene agli alcanoli multivalenti. È miscibile in acqua in qualsiasi rapporto, ma non con gli oli grassi. A livello industriale il propilenglicole è prodotto mediante l’idrolisi dell’ossido di propilene. A tale scopo si ricorre a un processo ad alta temperatura senza catalisi tra 200 e 220 °C. Il propilenglicole è contenuto negli articoli per l’igiene come le creme per la pelle, i dentifrici e i deodoranti con la funzione di umettante e ammorbidente. Il propileglicole può migliorare notevolmente la solubilità di diverse sostanze e garantire una dispersione più stabile dei principi attivi negli unguenti. Inoltre può contribuire a un notevole miglioramento dell’assorbibilità di diverse sostanze. Il propilenglicole è usato nell’industria alimentare come vettore e agente disperdente per coloranti, antiossidanti, emulsionanti ed enzimi. Grazie alla sua sicurezza intrinseca è presente nei liquidi termovettori e refrigeranti nel settore alimentare (Glysofor L), in prodotti antigelo, salamoie refrigeranti, liquidi per impianti solari, ecc.. Il propilenglicole è usato come additivo nel mangime dei bovini da latte e nell’UE + ammesso come additivo alimentare (E1520).

Il concetto di “protezione dal gelo” comprende tutte le misure e i metodi volti a prevenire il congelamento, ad esempio, dell’acqua. è indispensabile, in quanto il ghiaccio ha un volume maggiore dell’acqua liquida, e un ingombro superiore di poche cifre percentuali può dare origine a grandi sollecitazioni (rottura da gelo).

Il punto di congelamento è la temperatura in cui si trova il limitem tra gli stati di aggregazione solido e liquido. Il punto di congelamento più noto è quello dell’acqua. Esso definisce il punto zero nella scala di temperatura in °C. Generalmente, quando si parla di punto di congelamento senza ulteriori informazioni, si fa riferimento al punto di congelamento dell’acqua distillata, cioè 0 °C. Il punto di congelamento rappresenta le condizioni che compaiono durante il passaggio di una sostanza dalla fase liquida a quella solida, meglio conosciuto come “congelamento”. Se è importante che un liquido resti tale anche a temperature inferiori al suo punto di congelamento è opportuno ricorrere a speciali sostanze antigelo che possono abbassare il punto di congelamento addirittura fino a -55 °C.

Il punto di ebollizione è la temperatura a cui una sostanza o un prodotto passa dallo stato liquido allo stato gassoso.

Il punto di solidificazione descrive la temperatura alla quale un liquido passa dallo stato liquido allo stato solido.

I refrigeranti sono generalmente definiti come termovettori destinati all’uso con temperatura inferiori a 0 °C. Grazie alla sua elevata capacità termica specifica si può utilizzare anche l’acqua a temperature inferiori a 0 °C. Tuttavia l’acqua pura congela già a 0 °C e le molecole polari si dispongono in cristalli di ghiaccio. Per poter sfruttare le buone caratteristiche di termovettore dell’acqua è necessario destrutturare questa disposizione. A tale scopo è adatta per la miscelazione di specifiche salamoie refrigeranti o antigelo come, ad esempio, “Glysofor”. In tal modo si possono raggiungere temperature di servizio fino a -55 °C.

I refrigeratori ad acqua sono sistemi di raffreddamento (come i chiller raffreddati ad acqua) che raffreddano un liquido da utilizzare per le più diverse applicazioni. Glysofor è usato in questo caso come mezzo per il trasporto del calore allo scopo di abbassare il punto di congelamento. Quindi il refrigerante può essere pompato anche a basse temperature.

Il rifrattometro per le sostanze antigelo è uno strumento di misura per determinare il contenuto medio di antigelo in una soluzione. Per mezzo di un rifrattometro è possibile regolare e controllare le soluzioni antigelo in modo rapido e preciso.

Per “salamoia” si intende un liquido composto da acqua e antigelo che circola in uno scambiatore di calore geotermico o in una sonda geotermica. La salamoia assorbe il calore accumulato nel terreno e lo trasporta a uno scambiatore di calore in cui l’energia trasferita può alimentare, ad esempio, un impianto con pompa di calore.

La salamoia di raffreddamento (cooling brine) è un liquido con un punto di congelamento inferiore a quello dell’acqua. La salamoia refrigerante è usata, ad esempio, per il trasferimento del freddo da un impianto di raffreddamento centrale a diverse utenze di raffreddamento. I tipici settori d’impiego sono gli impianti di climatizzazione, le catene del freddo o gli impianti di raffreddamento tecnici. In passato si usavano spesso soluzioni saline come salamoie refrigeranti e per questo si utilizza il termine “salamoia”. A causa delle pronunciate proprietà corrosive delle soluzioni saline, proprio in relazione all’utilizzo negli impianti metallici, oggi si preferisce offrire prodotti a base di glicoli.

Un termovettore o fluido refrigerante è rappresentato da un fluido (in un circuito di riscaldamento o raffreddamento) che trasporta il calore da un punto a temperatura più elevata a un punto a temperatura più bassa. I termovettori sono definiti anche come fluidi di riscaldamento o di raffreddamento a seconda dello scopo di impiego e dell’intervallo di temperatura. I termovettori sono generalmente definiti refrigeranti quando sono utilizzati a temperature inferiori a 0 °C.

Il trietilenglicole è prodotto dalla etossilizzazione del dietilenglicole e si presenta come prodotto secondario della produzione dell’etilenglicole. Grazie al suo alto punto di ebollizione il trietilenglicole è utilizzato nelle applicazioni funzionanti ad alta temperatura (> 200 °C). Si tratta di un importante prodotto intermedio nella produzione delle resine poliesteri. Grazie alla sua capacità di neutralizzare gli odori, il trietilenglicole è impiegato nei deodoranti per l’ambiente (air sanitizer). Inoltre il trietilenglicole ha un’azione essiccante sull’aria ambientale e disidratante sui microrganismi. Grazie al trietilenglicole è possibile disinfettare l’aria nelle aree igieniche. Il trietilenglicole trova impiego anche negli impianti frenanti e idraulici per aumentare il punto di ebollizione del liquido. Inoltre serve per deumidificare il metano prodotto dagli impianti offshore.

La viscosità è una misura della densità di un liquido. Quanto maggiore la viscosità, tanto più denso (meno scorrevole) sarà il liquido; quanto minore la viscosità, tanto più fluido (scorrevole) risulterà il liquido.